Thông tin tài liệu
TẠP CHÍ CONE ` AE Mc san VIETNAM MECHANICAL ENGINEERING JOURNAL CO QUAN CUA TONG HOI CO KHÍ VIỆT NAM + http://cokhivietnam.yn / tapchicokhi.com.yn “f+ Xây dựng nguyên lý cấp phôi tự động cho máy ép cổ phốt xe may điện 4+ Thiết kế khung xương robot phục hồi chức cho chân sử dụng cấu khí nén *Š*ˆ Nghiên cứu ảnh hưởng trọng tâm thân xe đến dao động tơ na svsa2 L6 Ngày báo chí cách mạng Việt Nam S6 304, thang nam 2023 p chí Cơ khí Nam phát hành ngày 25 tháng năm 2023 NGHIÊN CỨU - TRAO DO! THIET KE MÔ HÌNH TỐN HỌC XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐIỄM TIẾP XUC TRONG Q TRÌNH LÁP RÁP TỰ ĐỘNG TRỤC CĨ BIÊN DẠNG PROFILE DESIGN MATHEMATICAL MODEL FOR AUTOMATIC ASSEMBLY PROFILE SHAFT ThS Trần Đình Văn, ThS Lê Trạch Trưởng Khoa Cơ khí, Đại học Cơng nghệ Đơng A TĨM TẮT Nội dung báo phân tích loại trạng thái tiếp xúc lắp ráp trục biên dạng profile trình bày phương pháp xác định vị trí điểm tiếp xúc tín hiệu đấu cảm biến moment lực Phương pháp này, áp dụng tịnh tiễn xoay hệ trục tọa độ không gian để xác định mối liên hệ lực moment xoắn xảy q trình lắp ráp Tù đó, xác định vị trí điểm tiếp xúc Q trình nghiên cứu bao gâm lý thuyết thực nghiệm dé dua duoc két Từ khóa: Lắp ráp Robot; Chỉ tiết biên dạng profile; Trình tự lắp ráp; Điểm tiếp xúc; Cam bién moment luc ABSTRACT In the article, the analysis of the classification of contacts for profile connections is also considered, we will also consider the issue of determining the position of the point of contact with one-point contact of profile parts based on the output signals from the force-torque sensor Using the method of transfer and rotation of coordinates in space, we obtain the equations for the relationship of forces and moments measured by the sensor, with the parameters that determine the position of the contact point of the parts A physical experiment of the installation with a robot is carried out and the consistency of the analytical model and the experimental results is discussed Key words: Robotic assembly; Profile parts; Assembly sequence; Single-point contact; Force-torque sensor DAT VAN DE để điều chỉnh trình lắp ráp Trong trình lắp ráp nào, điều quan trọng xác định vị trí tiết, từ đó, tiến hành lắp ráp để đảm bảo độ lệch vị trí đủ nhỏ để q trình diễn thành cơng Nếu khơng tính tốn hợp lý góc lệch 0) khiến thiết bị máy móc bị hư hỏng Ví dụ, lắp ráp trục hình vng vào lỗ, trình lắp ráp, trục tiếp cận ống tiếp xúc với bề mặt ống, để tính tốn góc lệnh cần phải xác định vị trí tiếp xúc Q trình xác định vị trí điểm tiếp xúc sử dụng ISSN 2615 - 9910 (bản in), ISSN 2815 - 5505 (online) TẠP CHÍ CƠ KHÍ VIỆT NAM, Số 304 tháng năm 2023 cokhivietnam.vn / tapchicokhi.com.vn NGHIÊN CỨU - TRAO ĐỎI trường hợp tiễn hành lắp ráp, vị trí MƠ HÌNH TỐN HỌC XÁC ĐỊNH VỊ tục trình lắp ráp XÚC TRÊN BÈ MẶT trục bị sai cần tìm vị trí trục đê tiêp PHAN LOAI CAC TRANG THAI TIẾP XÚC Quá trình xác định hành trình để lắp trục profile vào lỗ bắt đầu bang việc liệt kê tập hợp trạng thái tiếp xúc xảy Từ đó, xây dựng chuỗi trạng thái tiếp xúc liên tiếp từ trạng thái tiếp xúc ban đâu đến trạng thái cuối Có thể thấy răng, tập hợp trạng thái tiếp xúc tỉ lệ thuận với độ phức tạp hinh dạng trục profile Hình 1, mo tả tập hợp trạng thái tiếp XÚC Xảy trình lắp ráp chi tiết có biên dạng profile Trong tập hợp có trạng thái khơng ồn định, chúng xem trạng thái trung gian trình khác [1|] Hai trạng thái tiếp xúc “đỉnh-đỉnh” “đỉnh-cạnh” xem trạng thái trung g1an trình lắp ráp /⁄ _ LỬ ar =1 / `< rm, - \ | _— iM ~ S` TRÍ ĐIỂM TIẾP XÚC KHI TRỤC TIẾP Quy trình lắp ráp trục biên dạng Profile có thê chia thành giai đoạn (hình 2): - Vận chuyền chi tiết ghép đến vị trí lắp ráp; - Trạng thái tiếp xúc đỉnh mặt “e-f? (Đỉnh trục tiếp xúc với bê mặt 16); - Trạng thái tiếp xúc cạnh — cạnh “e-e” (Cạnh mặt bên trục tiếp xúc với cạnh bên lỗ); - Mặt bên trục tiếp xúc với cạnh bên lỗ (e-f); 5- Hoàn thành việc lắp ráp ki NN b Hình Sơ đồ trình lắp ráp trục biên dạng Profile mặt C | oe Quá trình lắp ráp tự động kết nối a biên dạng có thê coi chuỗi thay đơi f trạng thái tiếp xúc, gọi giai đoạn hoạt động lắp ráp Khi bắt đầu trình lắp ráp, trục tiếp cận lỗ dọc theo đường 4) “Đỉnh - đỉnh `; b) “Dinh-canh”’; c) “Dinh-mat’; d) “Canh-canh”; e) “Canh-mat’; f) “Mat mat” Hình Các trạng thái tiếp xúc khác trình lắp ráp lập trình tiếp xúc với bề mặt ơng lót Tiếp theo, trục qua trạng thái tiếp xúc khác tiễn hành lắp ráp hồn tất Hình 3, mơ tả phản lực tác dụng lên điểm tiếp xúc gia tri góc lệch ơ, B cho phép xác định vị trí điểm tiếp xúc A A điểm tiếp xúc ø1ữa trục bê mặt lỗ ISSN 2615 - 9910 (bản in), ISSN 2815 - 5505 (online) TẠP CHÍ CƠ KHÍ VIỆT NAM, Số 304, tháng năm 20232 cokhivietnam.vn / tapchicokhi.com.vn [REE NGHIÊN CỨU - TRAO ĐỎI pe i Li BH / / Ỷ i / if al ởị wo & fl Ẻ i fi | wh ut ifa hs j - Í ry } / i F i | /I i r i iF lễ + / J = Ỉ Ỷ ể i i thư | ieie : roe : ff fof | Dê “ ST eh < Le he i ee J | a, XS ii u i = ” Af, tas L ! E12 a oo Keo TH TẾ N ae g et a : aa i ¬ La a “ if ria + | oe Ỉ Ỷ tT "4 Hình Sơ lực tác dụng lên dé mặt tiết Đề xác định đại lượng ơ, B có thê sử dụng phương pháp dịch chuyển quay hệ Hình Sơ lực va moment hệ trục tọa độ truong hop tiêp xúc điêm trục tọa độ không gian chiều băng cách chuyền đổi hệ tọa độ liên kết với điểm tiếp xúc sang hệ tọa độ cảm biến mơ-men Trình tự q trình biến đơi sau: xoăn AX,Y,Z, >0, X2 Hệ tọa độ cảm biến ống boc (chi tiét liên kết) trùng (Hình 4) Tác giả Simakov Bào: A.L.[3] áp dụng phương pháp tương tự để Ta co: O:;; no aot anol äàò “ äào ““ äào Hệ — Hé toa cua Robot; tọa độ cảm biện; AX ,Y,Z, — Hệ tọa độ điêm tiêp xúc ; N — Phản lực tác dụng lên điểm tiếp xúc; Fra — Lực lắp ráp (được đo băng cảm biến); M,, M,,M, — Moment xoan theo trục O X,,.,äàò Y,,äào VĂN (Được đo cảm biến); Xgay› J gạo» gạo — Cánh tay đòn phản lực ; — Chiều dài trục ;œøwB — Góc lệch Ĩ;a› }; Sau biến đối hệ trục AxAyAzA theo khoảng cách L„ góc B, a, ta nhận OX,Y,Z, aao hệ phương trinh lực moment sau: [Fy =Ny -cosơT—sin ø -(N -sin đ+ N; -cos) hyọạ=N,-cosØ—N, -sin8 J2 =N,-sina+cosa-(N, -sin +N, -cosB) M,=N,-L-cosa-cosB+N,-L-sinB (2) My =—N, -L-cosø -cos 8—N, - L -sIn ø -cos My =—Ny-L-sn +; -L-si ø -cos ổ Biển đối hệ phương trình (2) ta thu quan hệ moment xoăn va góc lệch sau: 99 (1) O xX;}J22 > Ou hao 12222; xác định vị trí điểm tiếp xúc trường hợp lắp ráp trục hình trụ ISSN 2615 - 9910 (ban in), ISSN 2815 - 5505 (online) TẠP CHÍ CƠ KHÍ VIỆT NAM, Số 304 tháng năm 2023 cokhivietnam.vn / tapchicokhi.com.vn NGHIÊN CỨU - TRAO DOI [M,.( Fy -cosa + F, -sina) —F, -sina:sin +M,.| _ ” P B+ fF, -cos 8+ F,-cosa-sinB —Fk -Sin ø-cos 8— +M,.| _ ` tÿ -sin 8+ F; -cos ø -cos ổ B= eun| My (3) M sina +—4 -cos “| M, ` ]:9 Y Giải hệ phương trình (3), ta thu vị trí điêm tiêp xúc (góc lệch tọa độ điêm tiêp xúc) THÍ NGHIỆM Hình Mơ hình thi nghiệm nghiên cứu trình tự động hóa lắp ráp trục biên dạng Profile: 1) Robot công nghiệp ABB IRB 140; 2) Gripper; Thí nghiệm thực cách sử dụng Robot công nghiệp ABB IRB-140 với điều khiến IRC5 trang bị gripper khí nén cảm biến lực moment 3) Chi tiét thi nghiém; 4) Thiét bi ga, 5) May tinh Trục giữ Quá trình thực nghiệm tiến hành sau: Trục gripper kẹp điều khiển xuống với nhiều độ sâu khác Trong băng øgripper khí nén (2), ống gá thiết bị gá (4) Tín hiệu đầu từ cảm biến lực moment ghi lại máy tính cá nhân (5) (Hình 5) trình lắp ráp, giá trị lực moment ghi lại lưu vào máy tính cá nhân Bảng Kết thực nghiệm: Fx Fy Fz Mx My Mz oO B | -3,05 -1,74 -28,5 0,42 -0,80 11,9 6,33 H 1,96 -2,58 -26,9 0,74 0,42 9,47 -15,5 Il 2,35 2,41 -32,1 -0,55 0,57 -13 -12,6 IV -3,23 1,22 -29,6 -0,2 -0,81 -31, 8,36 Khi trục tiếp xúc với bề mặt Ống lót (Hình 6), thu tín hiệu lực moment từ cảm biên Từ đó, có thê xác định vỊ trí điểm tiếp xúc theo hệ phương trình (3) ISSN 2615 - 9910 (bản in), ISSN 2815 - 5505 (online) TẠP CHÍ CƠ KHÍ VIỆT NAM, Số 304, tháng năm 2023 cokhivietnam.vn / tapchicokhi.com.vn 195 er NGHIÊN CỨU - TRAO ĐỎI Knanpawr I of > = = = = ¬ Ree pte -= 0€ — = — N My _““ LI aS a x TOMEM 1% WKH il 04 SVS i = i a =a KOMTAKTOSE Kpaapamr iv = mm = = a ~J @@947rAKTOB Keagpant Đề II My +0 Mix = ` Kaanpanr Mx »~ c = x Mx = — ON a sete Mx My \ My 106 "S50 200 TƠ*seM KOHTaKTOB _` Sv TOuKM ¬ 100 KOHTaKTOS Hình Thay đổi moment diễm tiếp xúc vùng khác Kết thực nghiệm thể bang Thay rang, dau cua moment luc va từ cảm biên thay đôi theo quy luật Khi điểm tiếp xúc vùng I III dầu góc lệch moment khác Khi điểm tiếp xúc vùng II IV góc lệch moment dấu (Hình 7) KET LUAN Noi dung cua bai bao dé cap dén viéc phân loại trạng thái tiếp xúc trình chuyển xuất sử dụng phương dịch quay hệ trục tọa độ theo góc quay khác để xác định vị trí điểm tiếp xúc trục tiếp xúc với bê mặt ống bọc Kết thực nghiệm cho thấy liên hệ moment góc lệch vùng tiếp xúc khác Kết nghiên cứu cho phép tính tốn xác định điểm tiếp xúc ban đầu để tiễn hành xây dựng mơ hình tốn học trạng thái tiếp xúc khác tồn q trình lắp ráp.s* Ngày nhận bài: 16/02/2023 Ngày phản biện: 01/3/2023 Tài liệu tham khảo: [1] Sturges, R H.: A three-dimensional assembly task quantification with application to machine dexterity, Internat J Robotics Res 7(1) (1988), 34-78 [2] Kim, YL., Song, HC & Song, JB Hole detection algorithm for chamferless square peg-in-hole based on shape recognition using F/T sensor Int J Precis Eng Manuf 15, 425-432 (2014) [3] lắp ráp tiết biên dạng profile đề xuất trình tự lắp ráp tiết |4| Ky3nmenopa C.B., CuMakoB A JI DACIO3HABAHH€ TMOJIOKeCHHA TOUKM KOHTaKTa I€TAaJI€l IDHDOỐOTH-3HDOBAHHOf CỐODK€ CCHJIOMO-M€HTHBIM OqVBCTBII€HH€M//“ ABTOMATH3AIM4 B IDOMbIII/I€H-HOCTw” 2020, N, c.9-13 Bapranosn, M.B 2KcH€pH-M€HTA/IbHBI€ HCCJI©€IOBAHH1 VCJIO-BHH CHDA€MOCTH IPH aK-THBHOI DOỐØOTH3HDOBAHHOI CỐODK€ [Texct] / M.B BapraHos, M.B Apxumos, B.K Ilerpos, P.C Mumeuko // «CraHku u MHCTpyMeHT», 2017, Nod, c 14 -16 Hình Biểu thị dấu goc léch a, B va moment M,, M, cac vung tiép xuc pháp ISSN 2615 - 9910 (ban in), ISSN 2815 - 5505 (online) TẠP CHÍ CƠ KHÍ VIỆT NAM, Số 304 tháng năm 2023 cokhivietnam.vn / tapchicokhi.com.vn
Ngày đăng: 31/08/2023, 10:35
Xem thêm:
