Ch¬ng I CẤU TRÚC CỦA ROBOT CÔNG NGHIỆP 1.1. Các dạng robot công nghiệp - Đầu thập niên 60, AMF (Americal Machine and Foundry Company): máy tự động vạn năng - robot công nghiệp. -Thời kỳ sơ khai của Robot công nghiệp: Năm 1946 trở về trước: Robot chủ yếu là phỏng sinh học, vận hành theo cơ học thuần túy. Thời kỳ tiền Robot 1946-1960: xuất hiện các Robot đầu tiên phục vụ cho công nghiệp nguyên tử, có sự kết hợp điều khiển NC với các cơ cấu điều khiển từ xa
- Kỷ nguyên của Robot: từ năm 1960 - Hiện nay, thế kỷ 21, Robot đang phát triển các thế hệ: + Robot điều khiển theo chương trình đường dẫn (Online programming), điều khiển theo thao tác, điều khiển dẫn - dạy (Teach by lead though). + Robot điều khiển thích nghi và thông minh (Off – line). + Robot có trí tuệ nhân tạo. - Môi trường khắc nghiệt: Phóng xạ độc hại. Nhiệt độ quá cao, quá thấp Áp suất quá cao hay quá thấp Nguy hiểm: độ cao lớn. …. Môi trường đơn điệu, nhàm chán do chuyên môn hóa lao động cao độ
Định nghĩa theo tiêu chuẩn AFNOR (Pháp): IR là một cơ cấu chuyển động tự động có thể lập trình, lặp lại các chương trình, tổng hợp các chương trình đặt ra trên các trục toạ độ; có khả năng định vị, định hướng, di chuyển các đối tượng vật chất: chi tiết, dao cụ, gá lắp… theo những hành trình thay đổi đã chương trình hoá nhằm thực hiện các nhiệm vụ công nghệ khác nhau. Định nghĩa theo RIA (Robot institute of America): Robot là một tay máy vạn năng có thể lặp lại các chương trình được thiết kế để di chuyển vật liệu, chi tiết, dụng cụ hoặc các thiết bị chuyên dùng thông qua các chương trình chuyển động có thể thay đổi để hoàn thành các nhiệm vụ khác nhau.
Định nghĩa theo ΓOCT 25686-85 (Nga): Robot công nghiệp là một máy tự động, đặt cố định hoặc di động được, liên kết giữa một tay máy và một hệ thống điều khiển theo chương trình, có thể lập trình lại để hoàn thành các chức năng vận động và điều khiển trong quá trình sản xuất.
- Phân loại Robot công nghiệp: + Theo tải trọng : + Theo cấu trúc động học: + Theo công dụng: 1.2. Sơ đồ động và hệ tọa độ khớp + Động cơ điện một chiều nam châm vĩnh cửu. + JĐ: mô men quán tính động cơ. + Jt: mô men quán tính của khớp. + Mt: mô men khớp. + i: tỉ số truyền. + h: hiệu suất bộ truyền.
- Khâu: Phần có chuyển động tương đối - phần khác - Khớp: Nối động giữa hai khâu - Tuỳ cấu trúc, khớp: hạn chế một số chuyển động giữa 2 khâu. thành phần khớp: bề mặt tiếp xúc của mỗi khâu tại khớp. -2 thành phần khớp tạo thành một khớp động: + khớp thấp: + Khớp động thuộc loại khớp cao: 6 loại khớp thấp và 2 loại khớp cao
1. Khớp quay (Revolute Joint - R): Khớp: chuyển động quay của khâu này đối với khau khác quanh một trục quay. Hạn chế 5 khả năng chuyển động Thường được gọi là khớp bản lề.
2. Khớp lăng trụ (Prismatic Joint - P): Cho phép 2 khâu trượt trên nhau theo một trục. Hạn chế 5 khả năng chuyển động => gọi khớp lăng trụ là khớp trượt hay khớp tịnh tiến
3. Khớp trụ (Cylindrical Joint - C): - Cho phép hai chuyển động độc lập gồm: Một chuyển động quay và một chuyển động tịnh tiến dọc trục quay. - Có hai bậc tự do.
4. Khớp ren (Helical Joint - H): - Cho phép chuyển động quay quanh trục đồng thời với tịnh tiến theo trục quay. - Chuyển động tịnh tiến phụ thuộc vào chuyển động quay bởi bước của ren vít. - Hạn chế 5 bậc tự do
5. Khớp Cầu (Spherical Joint - S): - Cho phép thực hiện chuyển động quay giữa hai thành phần khớp quanh tâm cầu theo tất cả các hướng, - Hạn chế 3 khả năng chuyển động
6. Khớp phẳng (Plane Joints - E): - Cho 2 khả năng chuyển động tịnh tiến theo hai trục trong mặt tiếp xúc và 1 khả năng chuyển động quay quanh trục vuông góc với mặt phẳng tiếp xúc. - Có 3 bậc tự do. 7. Khớp bánh răng phẳng (Gear Pair - G): - Hai bánh răng ăn khớp với nhau, - Có 2 bậc tự do,
8. Khớp cam phẳng (Cam Pair – Cp): - Tương tự như khớp bánh răng trừ một vòng thường được dùng để giữ cho hai thành phần khớp luôn tiếp xúc với nhau. - Khớp cam có 2 bậc tự do. • Khớp quay (khớp bản lề), khớp lăng trụ (khớp trượt), khớp trụ, khớp ren, khớp cầu và khớp phẳng: khớp thấp. • Khớp bánh răng phẳng và khớp cam phẳng: các khớp cao
Bậc tự do của Robot BTD thể hiện: số khả năng chuyển động của một cơ cấu (chuyển động quay hoặc tịnh tiến) - Cơ hệ của robot là một cơ cấu hở, số bậc tự do có thể tính: å5 w = 6n - ip n – số khâu động. i p – số khớp loại i (i = 1,…,5: số bậc tự do bị hạn chế). i-1 i
- Đối với các cơ cấu có các khâu được nối với nhau bằng khớp quay hoặc tịnh tiến (khớp động loại 5): số bậc tự do bằng với số khâu động. - Đối với cơ cấu hở, số bậc tự do bằng tổng số bậc tự do của các khớp động. - Để định vị và định hướng khâu chấp hành cuối cùng một cách tùy ý trong không gian 3 chiều, robot cần có 6 bậc tự do, trong đó 3 bậc tự do để định vị và 3 bậc tự do để định hướng.
Hệ tọa độ - Mỗi robot: nhiều khâu (links) liên kết với nhau qua các khớp (joints) tạo thành một xích động học xuất phát từ một khâu cơ bản (base) đứng yên. - Hệ tọa độ gắn với khâu cơ bản gọi là hệ tọa độ cơ bản (HTĐ chuẩn). Các HTĐ trung gian khác gắn với các khâu động gọi là HTĐ suy rộng.
1.3. Các dạng điều khiển robot Điều khiển Robot Điều khiển tinh Điều khiển thô Toạ độ Toạ độ tay Thụ động Tích cực khớp
Điều khiển quĩ đạo khớp Thiết kế quĩ đạo điều khiển cho từng khớp. Chuyển động của tay phụ thuộc CD của từng khớp riệng biệt. Ưu điểm: + Điều khiển trực tiếp động cơ truyền động khớp: tốc độ và mô men. Có thể đảm bảo một số điều kiện giới hạn của hệ truyền động điện. + Giải bài toán động học ngược đơn giản. Nhược điểm: do không trực tiếp điều khiển vị trí của tay nên khó đảm bảo được đường di chuyển bám theo quỹ đạo đặt trước.
Showing the first 20 pages. Download the document to see it all.
No comments yet. Be the first!
Comments (0)
No comments yet. Be the first!