luận văn nghiên cứu thiết kế và chế tạo tay máy tọa độ trụ phuc vụ đào tạo thí nghiệm và sản xuất

Cũng vào giai đoạn này ở nhiễu nước cũng tiến hành các công trình nghiên cứu tương tự, tạo ra các loại robot điều khiển bằng máy tính, có lắp đặt các thiết bị cảm biến và thiết bị giao

TEN CONG TRINH:

NGHIEN CUU, THIET KE & CHE TAO TAY MAY

TOA DO TRU PHUC VU DAOTAO, THI NGHIEM &

I Đặt vấn đỀ - Le kh HH v E1 T9 n ng HT TT TEnEer nen rereg trang

1 Tổng quan tóm lược về rObot - +22 22+ ++££E2EkZEktek.EEsrkerrkrrkerkee trang 1

2 Tình hình về ứng dụng robot công nghiệp ở trong và ngoài nước trang |

Ki in nghhẽễaiỪ3 trang 3 4 Vấn để tổn tại . «tt TH TT 13130131011 1111011 1 cerkrree trang 4 5 Phương án giải QuyẾt . . - 5-5-5 so cv cthvh ng gxrrrrerrererrre trang 5

H Mục tiêu và phương pháp nghiên CỨU - 5555 ĂSx*k*+EsEkEssEsresersrssske trang 5 1 Mục tiêu nghiÊn CỨU - G- SG cọ HH TT ng ngờ trang 5 P300 ái 130i 2013:0000 trang 6

II Giải quyết vấn để . - +5 2 SeSSa St h1 HE TH 1131181111112 xceerrrree trang 6

1 Nhữngvấn để cần giải quyếtt 6-55 ccscrcrrreekerrrrkerkrrrerkrrreereee trang 6

2 Giải pháp thực hiỆn 5: csS v2 2 2.2 41111313 131111 1kg neo trang 7

2.1 Phần cơ khí - ¿+ set tt 3213 11111314 1311111.1.11.11 2e cree trang 7

2.2 Phần điều khiển HH TH S311 111111 e1 gcsrerrkee trang 17 2.3 Xây dựng phần mềm - 25-52 ©SS2 + SetteESrkerkrkrrxrrerereerkee trang 20 IV Kết luận — kiến nghị + St z tt HT E1 1131371111111 1211k trang 21

V Tài liệu tham khảO - 5< 6+3 33551353 3E E3 1 3 1 51111 g1 3 3 ng ngư cm trang 22

Đặt vấn đề :

Tổng quan tóm lược về Robot :

e - Thuật ngữ “robot” lần đầu tiên xuất hiện năm 1922 trong tác phẩm“Rossum's Universal Robot” của Karel Capek Ở đây nhân vật Rossum và con trai của ông đã tạo ra những chiếc máy gần giống như con người để phục vụ con người

e _ Hơn 20 năm sau ở Hoa Kỳ đã xuất hiện những tay máy chép hình điều khiển từ xa trong phòng thí nghiệm về vật liệu phóng xạ

e _ Từ những năm 50 ở Mỹ xuất hiện viện nghiên cứu đầu tiên

se Năm 67 Nhật Bản nhập robot đầu tiên từ công ty AEM của Hoa Kỳ Sau đó, họ

đã đưa ra thị trường quốc tế nhiều loại robot nổi tiếng

e _ Từ những năm 70 việc nghiên cứu nâng cao tính năng của robot đã chú ý nhiều

đến sự lắp đặt thêm các cảm biến ngoại tín hiệu để nhận biết môi trường làm việc

Cũng vào giai đoạn này ở nhiễu nước cũng tiến hành các công trình nghiên cứu

tương tự, tạo ra các loại robot điều khiển bằng máy tính, có lắp đặt các thiết bị cảm biến và thiết bị giao tiếp người — máy

e Ti những năm 80 - 90 do áp dụng rộng rãi các tiến bộ kỹ thuật về vi xử lý và công nghệ thông tin số lượng robot công nghiệp đã gia tăng, tính năng đã có nhiễu bước tiến vượt bậc, giá thành đã giảm đi rõ rệt Nhờ vậy robot công nghiệp đã có vị trí quan trọng trong các dây chuyền tự động sản xuất hiện đại

e - Ngày nay chuyên ngành khoa học về robot “Robotics” đã trở thành một lĩnh

vực rộng trong khoa học, bao gồm các vấn để cấu trúc cơ cấu động học, động lực

học, lập trình quỹ đạo, cảm biến tín hiệu, điều khiển chuyển động

e Đến nay trên thế giới có khoảng trên 200 công ty sản xuất IR (Industrial Robot)

trong số đó có 80 công ty của Nhật, 90 công ty của các nước Tây Âu, 30 công ty của

Mỹ và một số công ty ở Nga, Tiệp

Tình hình về ứng dụng Robot công nghiệp ở trong và ngoài nước: —_ Nước ngoài:

Theo thống kê lấy từ các tài liệu của liên đoàn quốc tế về robot (International

Federation Of Robotics) thi: e Tinh hinh ting dung robot công nghiệp ở các nước từ năm 1991 đến năm 2000

như sau : + Các nước phát triển mạnh về robot: Pháp, Đức, Italia, Nhật, Anh, Mỹ tăng từ 400.000 — 800.000 chiếc

+ Châu Á: Úc, Hàn Quốc, Singapore, Đài Loan tăng từ 8.000 — 85.000 chiếc

+ Tây Âu: Áo, Đan Mạch, Phần Lan, Na Uy, Tây Ban Nha, Thụy Điển, Thụy Sĩ tăng từ 15.000 — 45.000 chiếc

+ Đông Âu: Séc, Hungari, BaLan, Slovakia, Slovenia tăng từ 1.000 — 5.000

chiéc

Từ hàng trăm năm trước người Việt Nam đã có ý tưởng về robot với những kết

cấu cơ học bắt chước chuyển động của các sinh vật như hình ảnh các con rối nước

và huyền thoại về con ngựa của Thánh Gióng Đến giữa những năm 80 các nhà khoa học nước ta mới bắt đầu nghiên cứu và

chế tạo thành công một loại robot đơn giản, mô phỏng hoạt động cánh tay con người

Bang đi một thời gian do thiếu kinh phí, gần đây một số máy thông minh của Việt Nam đã xuất hiện Trong đó đa số là tay máy công nghiệp được chế tạo thành

công ở trường ĐH Bách Khoa Hà Nội, ĐH Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh, Trung Tâm Khoa Học & Kỹ Thuật Quân Sự thuộc Bộ Quốc Phòng

Đó là những tay máy hỗ trợ việc cấp phôi, tay máy cấp than cho máy nghiền,

tay máy mini 4 bậc tự do dùng trong đào và lắp ráp nhỏ

Viện cơ học thuộc Trung Tâm Khoa Học Tự Nhiên và Công Nghệ Quốc Gia và

một số đơn vị khác cũng đang ngiên cứu và mô phỏng trên máy tính các cơ cấu

robot song song, robot di động Robot là một lĩnh vực liên ngành bao gồm cơ khí

chính xác, điện tử, đo lường, điều khiển, công nghệ thông tin , nên để có thể chế tạo được robot thông minh cho đúng nghĩa của nó cần phải có thời gian và sự đầu tư

thích đáng Đội ngũ nghiên cứu phát triển robot của Việt Nam còn mỏng và các

ngành công nghiệp hỗ trợ, nhất là ngành cơ khí chính xác còn chưa phát triển Do

vậy kết qủa nghiên cứu phát triển robot ở Việt Nam còn chưa nổi bật

Tuy nhiên, một số kết qủa về phương pháp luận trong điều khiển robot đã được chấp nhận ở các hội nghị khoa học quốc tế Đây là một tín hiệu đáng mừng, đặt nền móng cho niềm tin Việt Nam bước đầu có thể tự chế tạo các loại robot công nghệ cao dựa trên nguyên tắc đi tắt về công nghệ, dần tiếp cận trình độ khoa học trên thế

gidi

Một loạt ứng dụng khác cũng đang được đưa vào các mục tiêu ứng dụng tự

động hóa, một trong những công trình ứng dụng thành công là tạo chip đo mực nước

3 thông minh có thể thông báo, cảnh báo về các thông số liên quan đến mực nước,

giúp trung tâm điều hành có thể đưa ra các quyết định và xử lý từ xa Cũng theo nhóm nghiên cứu robot ở Viện công nghệ thông tin, dù đã đạt được

những thành tựu bước đầu nhưng thực tế vẫn cần nhiều thời gian nữa Việt Nam mới tiến tới đích

Tựu trung, trình độ công nghệ thế giới vẫn còn nhiều câu hỏi hóc búa trước khi

đưa ra một loại robot thông minh, lại linh động gần như con người Tuy nhiên,

“Theo họ với cơ sở là những thành công rất đáng khích lệ hiện tại, có thể nói trước

rằng trong thế kỷ 21, bạn có thể mua được loại máy lạnh biết nghe lời, hội thoại và hoạt động theo ý muốn thất thường của chủ cũng như nhiều loại máy gia dụng biết

vâng lời khác được sản xuất ngay tại Việt Nam!”

Sự cần thiết của đề tài: Thiết kế chế tạo “Tay máy” nhằm mục tiêu:

Làm chủ công nghệ

Giảm thiểu số lượng người lao động

Bảo đảm an toàn lao động và bảo vệ sức khỏe cho người lao động

Bảo đảm chất lượng sản phẩm và năng suất lao động cao trong điểu kiện độc hại và khắc nghiệt của môi trường

Bắt đầu chế tạo các tay máy thông minh thay thế cho các tay máy ngoại nhập trong

các dây chuyền sản xuất tự động hóa, phục vụ sự phát triển kinh tế đất nước Tiết kiệm được chỉ phí đầu tư các trang thiết bị trong dây chuyển sản xuất

Để có một nguồn nhân lực phục vụ cho việc phát triển đất nước thì trong các trường đại học, cao đẳng cần thiết phải có những phương tiện thực hành mang tính hiện đại giúp cho sinh viên nghiên cứu một cách tốt nhất Vì vậy để tài này nhằm thiết kế và chế tạo tay máy tọa độ trụ để phục vụ cho việc đào tạo và thí nghiệm Bên cạnh đó trong thực tế sản xuất có nhiều nơi người lao động phải làm việc suốt buổi trong môi trường rất bụi băm, ẩm ướt, nóng nực hoặc ổn ào quá mức cho phép nhiều lần Thậm chí ở nhiều nơi người lao động phải làm việc trong môi trường độc

hại nguy hiểm đến sức khỏe con người, dễ xảy ra tai nạn lao động, ô nhiễm môi

trường, đễ bị nhiễm hóa chất độc hại, nhiễm sóng điện từ và phóng xạ Cho nên việc chế tạo ra tay máy là hết sức cần thiết cho sản xuất nói riêng và đời sống con

người nói chung Trong xu hướng mở cửa và hội nhập vào thị trường thế giới theo hướng Công

Nghiệp Hóa - Hiện Đại Hóa như hiện nay, thì một lĩnh vực không thể thiếu được

trong các nhà máy, xí nghiệp là hệ thống điều khiển tự động Để có một chỗ đứng

trên thị trường, các công ty, xí nghiệp không ngừng cạnh tranh với nhau Họ mong muốn làm sao có được một sản phẩm có chất lượng cao nhưng giá thành lại không

quá đắt Điều đó đã đặt ra một nhu cầu cấp bách là họ hướng đến tìm ra một công cụ kỹ thuật có thể thay thế cho nhiễu công nhân trong một quy trình sản xuất mà vẫn đảm bảo mang lại một hiệu qủa kinh tế tốt nhất Đứng trước thực trạng đó, nhiều kỹ sư đã đặt chân vào nghiên cứu một thiết bị có thể tự điều khiển theo ý

4

muốn của con người Kết qủa của quá trình nghiên cứu đó là sự xuất hiện của

những “con người máy” - tay máy đa chức năng trong đời sống con người nói chung

và trong sản xuất nói riêng Thật vậy, để tài mà chúng tôi chọn nghiên cứu có tầm quan trọng đặc biệt trong cuộc sống Nó góp phần nâng cao năng suất dây chuyền công nghệ, giảm giá thành, nâng cao chất lượng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm, đồng thời cải thiện điều kiện lao động Điều này nhằm nâng cao hiệu qủa kinh tế, tạo đà cho việc thúc đẩy Việt Nam đến gần con đường Công Nghiệp Hóa- Hiện Đại Hóa, trở thành một nước

trình nghiên cứu về vấn để này vẫn còn hạn chế, chưa đáp ứng được nhu cầu đồi

hỏi ngày một phát triển cao của sản xuất công nghiệp hiện nay

Bên cạnh đó, chúng tôi nghiên cứu đề tài này trong điểu kiện được trang bị đây

đủ các phương tiện nghiên cứu và chế tạo tay máy, bao gồm:

e _ Xưởng cơ khí gồm máy CNC, các trang thiết bị hiện đại được dùng để chế

tạo, gia công các chỉ tiết cơ khí đạt độ chính xác cao

e© Phòng thí Cad/Cam CNC, với các phần mềm Master Cam, ProE chuyên dùng cho thiết kế và chế tạo sản phẩm cơ khí

e© _ Phòng thínghiệm tự động Hóa PLC, Thuỷ lực-Khí nén và Vi điều khiển Từ những ưu điểm và sự cân thiết của nó trong cuộc sống, cũng như những phương tiện kỹ thuật được trang bị, đáp ứng tốt nhất cho quá trình nghiên cứu, thiết

kế và chế tạo Đó chính là lý do mà chúng tôi chọn để tài “Tay máy tọa độ trụ” này

để nghiên cứu Vấn đề tôn tại :

Kỹ thuật tay máy có ưu điểm quan trọng nhất là tạo nên khả năng “mểm” hóa, sản xuất chính xác và ổn định Việc sử dụng máy tính điện tử, robot và các phần mềm điều khiển theo chương trình, đã tìm được những phương thức mới mẻ để tạo nên các dây chuyển tự động cho sản xuất hàng loạt với nhiều mẫu mã, loại sản

phẩm Dây chuyền tự động “cứng” gồm nhiều thiết bị tự động chuyên dùng đòi hỏi

vốn đầu tư lớn, nhiều thời gian để thiết kế và chế tạo trong lúc quy trình công nghệ luôn luôn cải tiến, nhu cầu đối với chất lượng và quy cách của sản phẩm luôn luôn

thay đổi Bởi vậy nhu câu “mềm” hóa hay là “linh hoạt hóa” dây chuyển sản xuất

ngày càng tăng Kỹ thuật “tay máy công nghiệp” và máy tính đã đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các dây chuyển linh hoạt

Đa số tay máy công nghiệp đang được ứng dụng trong sản xuất, phần lớn là sử dụng tay máy mưa từ nước ngoài với giá thành rất cao Tuy nhiên, để đáp ứng được nhu cầu về đa dạng mẫu mã, và chủng loại sản phẩm của người tiêu đùng đã gây nên không ít những khó khăn cho nhà sản xuất, chẳng hạn xây dựng lại các phần

5

mềm điều khiển và phải thay thế hầu hết các trang thiết bị sản xuất, chỉ phí đâu tư khá cao ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian và doanh thu của các doanh nghiệp 5 Phương án giải quyết :

nhằm tối ưu hóa các sản phẩm công nghệ cao ứng dụng trong các lĩnh vực: robot,

đóng tàu, ôtô, máy chính xác

Bản thân cơ cấu tay máy cũng là một cơ cấu linh hoạt Đó là cơ cấu không gian hở, có bậc tự do dư thừa nên độ cơ động rất cao Mỗi khâu của cơ cấu có động lực riêng và chúng được điều khiển bằng chương trình thay đổi được Chính vì vậy mà chúng ta cần nghiên cứu thiết kế tay máy có khả năng linh động hơn Đồng thời

hướng tới chế tạo tay máy có khả năng tự thích nghỉ mà không cần phải nạp thông

số nhiều lần Điều này có nghĩa là tay máy sẽ tự thích nghi theo đối tượng một cách

linh hoạt khi nhận được các tín hiệu từ sự hoạt động của bản thân (nội tín hiệu) Để xử lý công việc hãm chính xác và khử quán tính, tay máy được trang bị hệ

thống điều khiển bằng bộ vi điều khiển và PLC (Programmable Logic Controller) nó có chức năng điều khiển theo chương trình phần mềm do người chế tạo lập sắn các chế độ hãm động cơ (hãm ngược) được tính toán trước trong chương trình nhằm

bảo đảm tính chính xác cho cơ cấu khi có quán tính ứng với các giới hạn hành trình

của từng chương trình

Mục tiều và phương pháp nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu:

Chúng tôi đi vào nghiên cứu đề tài này với mục đích là giúp người thực hiện để

tài nắm vững khái niệm mô hình, nguyên lý làm việc của tay máy Chế tạo ra một

tay máy hoạt động theo một chương trình đã được lập trình sẵn Và hoạt động của

nó nhằm đem lại độ chính xác cao nhất, nhanh nhất trong quá trình làm việc Thiết kế xây dựng mô hình “Tay máy tọa độ trụ“, trên cơ sở tham khảo các mô

hình và tài liệu đã có Qua đó tiếp thu, nghiên cứu, thí nghiệm và lựa chọn các

phương án, từ đó đưa ra giải thuật tối ưu để giải quyết vấn đề, thành lập các phương

trình động học cho tay máy, tổng hợp chuyển động của tay máy và tìm ra phương

pháp điều khiển thích hợp để đáp ứng được các chức năng của tay máy Các mức độ đáp ứng cho từng chức năng của tay máy, như lực của bàn kẹp,

kích thước bàn kẹp, vận tốc các khâu sẽ được xây dựng thành các công thức Như vậy, ứng với từng đối tượng nghiên cứu và qui mô sử dụng của tay máy ta sẽ thay

đổi các thông số đầu vào và sẽ dễ đàng tính toán được các thông số đầu ra để chế

tạo tay máy có kích thước và chức năng phù hợp Đây chính là mục đích chính mà

chúng tôi muốn hướng đến

2 Phương pháp nghiên cứu : e Dùng phương pháp thực nghiệm: Có thể đo được các thông số khác nhau của chuyển động trong các điểu kiện môi trường tuỳ ý Làm thí nghiệm trên các cơ cấu

mẫu, mô hình Nhờ sự phát triển của kỹ thuật điện, điện tử bán dẫn, vi mạch,

PLC, Có thể nhanh chóng đo được các thông số chuyển động phức tạp với độ

chính xác cao Độ tin cậy của phương pháp thực nghiệm rất cao

se Phương phấp tính toán - phân tích: Phương pháp tính toán - phân tích được xây dựng trên cơ sở áp dụng các phương pháp toán học vào việc nghiên cứu Phương pháp này đảm bảo độ chính xác tính toán cao, các kết qủa nhận nhận được

sẽ chính xác, nếu xem xét các yếu tố ảnh hưởng một cách đầy đủ Máy tính điện tử

phát triển, đó là một cơ sở vững chắc để áp dụng phương pháp tính toán - phân tích trong việc giải các bài toán phân tích và tổng hợp để thiết kế và chế tạo tay máy

e Phương pháp mô hình hóa hình học: Thông qua việc xây dựng các mô hình mô phỏng có thể cảm nhận trực quan Đưa lại sự hiểu biết chỉ tiết và cụ thể trong

vấn để làm kế hoạch Trình bày, thảo luận và đánh giá, thấy trước được những mâu thuẫn kỹ thuật, giảm được sai lầm trong kế hoạch Hội nhập những điểu kiện kỹ thuật trong sản xuất, nhằm bỏ bớt công nghệ không cần thiết, bổ xung khiếm khuyết trước khi gia công, rút ngắn thời gian thực hiện

Dùng các phần mềm Mechanical Desktop, Master Cam, Solid Work để thiết kế,

mô phỏng nguyên lý hoạt động, thiết kế và gia công các chỉ tiết cho tay máy

e - Phương pháp điều khiển:

Dùng các phần mềm OrCad, Circuit Maker, Eagle, Để thiết kế, mô phỏng các

mạch động lực và mạch điều khiển cho Robot

Dùng phương pháp điều mờ, các ngôn ngữ PLC, Protool/Pro Dé lap trình thiết kế giao diện điều khiển giao tiếp giữa người và tay máy

II Giải quyết vấn đề :

1 Những vấn đề cần giải quyết :

Như đã biết các cơ cấu tay máy rất đa dạng và các loại hình kết cấu tay máy

cũng rất phong phú Tuy nhiên, qua thực tế sử dụng đã dân định hình các xu hướng

về loại hình kết cấu tay máy

Trong kỹ thuật tay máy công nghiệp hiện đại có 2 xu hướng cơ bản về loại hình

kết cấu :

Xu hướng thứ nhất là: tay máy công nghiệp chuyên dùng để đáp ứng một công

việc rất cụ thể trong dây chuyển sản xuất, và tay máy công nghiệp chuyên môn

hóa, trang bị cho một nhóm thiết bị công nghiệp nào đó để thực hiện một loại hình

công việc Các loại tay máy công nghiệp này thường có số bậc tự do không lớn, nhưng lại yêu cầu cao về mức độ thao tác nhanh, về độ chính xác và độ tin cậy

Tuy nhiên lại khó áp dụng khi cần thay đổi các loại thông số về công nghệ

Xu hướng thứ hai là: tạo ra các tay máy công nghiệp đa chức năng để thích nghỉ với nhiều loại hình công nghệ hoặc với phạm vi thay đổi tương đối rộng các thông

2.1

7

số công nghệ Các loại tay máy công nghiệp này thường có số bậc tự do cao hơn, cơ

động hơn nhưng lại khó đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy cao Ngoài ra giá thành chế tạo lại đắt hơn và khi sử dụng, tuỳ theo công việc có lúc lại không dùng hết số

bậc tự do

Mâu thuẫn trên có thể được khắc phục nếu áp dụng nguyên tắc “modul hóa” khi thiết kế tay máy công nghiệp Theo đó kết cấu tay máy công nghiệp gồm các

cụm chỉ tiết máy điển hình có chức năng hoạt động tương đối độc lập, được gọi là

các modul Các modul này có thể được thiết kế, chế tạo chuyên môn hóa đạt được

những tính năng kỹ thuật cao với giá thành phải chăng Khi nối các modul theo

nhiều phương án khác nhau có thể tạo ra các kết cấu hình tay máy công nghiệp

khác nhau Các tay máy thiết kế theo kiểu modul hóa được dùng rộng rãi khi tạo

dựng các modul sản xuất linh hoạt

Theo đó, để tài nghiên cứu khoa học về “Tay máy tọa độ trụ” sẽ được tiến hành

nghiên cứu, chế tạo theo tiêu chí trên, đóng vai trò như một đối tượng hoạt động độc

lập khi tham gia vào dây chuyển sản xuất trên cơ sở lắp các modul chuẩn hóa

Giải pháp thực hiện:

Để đáp ứng được những nhu cầu như vậy, thì dé tài nghiên cứu, chế tạo sẽ được thực hiện đầy đủ các những vấn để sau:

Phần cơ khí : Khi thiết kế chế tạo một thiết bị nào đó, việc đầu tiên là phải thực nghiệm

nguyên lý, sau đó chế tạo và chạy thử Các công việc đó có thể mô phỏng trước trên máy tính, tìm ra những chỗ chưa đạt yêu cầu, sữa chữa ngay trên mô hình Như

vậy, công việc đầu tiên và cần thiết nhất để thiết kế, chế tạo tay máy đó là tiến

hành gia công lắp ráp mô hình tuần tự theo các bước sau:

e _ Thiết kế nguyên lý hoạt động cho tay máy

`

8 s%* Nguyên lý truyền động của “ Tay máy tọa độ trụ ”:

1.Nắp bích

2.Bánh răng côn † 3.Dây đai

4.Bánh răng côn 2 5.Bánh răng côn 3 6.Dây đai

7.Banh dai

8.Truc khau 3

9.0 bi 10.Khau 2

11.Truc khau 2

12.Khâu † 13.Bánh răng

14.Trục khâu 1

15.Khau 1

Mạch động lực bao gồm 5 động cơ công tác, trong đó 4 động cơ tải, một động

cơ làm nhiệm vụ xoay đế tay máy, các động cơ được đánh số từ 1 đến 5 Động cơil : xoay đế tay máy

- Động cơ 2, 3 : xoay lên - xuống, thuận - nghịch cổ tay - Độngcơ4_ : xoay khâu một

Động cơŠ : xoay khâu hai Các động cơ 1,2, 3, 4, 5 được bố trí trên tấm đế và hình thành 5 bậc tự do Dựa theo nguyên lý trên khi ứng dụng lắp ráp tay máy thì những chuyển động đảo chiều của các động cơ sẽ đảo chiểu các hành trình chuyển động của các khâu

`, se

- Hệ truyển : động cơ DC Servo

Loại khớp động: toàn khớp quay

10

2.2 Nguyên lý hoạt động :

3

Hoạt động của Tay Máy dựa trên hệ tọa độ góc (hay còn gọi là hệ tọa độ

phỏng sinh), các chuyển động cơ bản được xác định bằng 5 góc xoay trong hệ tọa độ góc

— _ Thân Tay Máy xoay một géc: 6; = +150° — _ Cánh tay trên xoay một góc : 0; = +120” — _ Cánh tay dưới xoay một góc : 0 = +120° — _ Thân tay gắp xoay một góc : 9ạ= +120° — _ Tay gắp xoay một góc : Ð; = +180°

Tất cả cánh Tay Máy đều nằm trên mặt phẳng thẳng đứng Khi mặt phẳng này

quay một góc Ô; (tức là thân Tay Máy quay một góc 0;), thì Tay Gắp có thể đạt tới

bất kỳ vị trí nào trong vùng làm việc Thiết lập phương trình động học cho Tay Máy:

3.1 Xác định các hệ tọa độ:

Chọn hệ tọa d6 cd ban 1 OpxoYoZo ~- Dat cdc truc toa độ z¡ (i = 0,1,2,3,4,5) cùng phương với các trục khớp động như hình trên

— _ Trục z¡ xem như đã quay một góc 907 so với trục z¿ Bước quay này tương ứng với phép biến đổi R(xo,œ¡) trong biểu thức tính ma trận A;

O, , tương ứng với phép biến đổi Tp(aon,0,0)

— _ Góc tọa độ O¿ xem như tịnh tiến dọc trục xị một đoạn a¡a so với góc O¡,, tương

ứng với phép biến đổi Tp(a:a,0,0)

—_ Góc tọa độ O; xem như tịnh tiến dọc trục xạ một đoạn az; so với góc O; , tương

ứng với phép biến đổi Tp(aaa,0,0)

—_ Góc tọa độ O¿ xem như tịnh tiến dọc trục xạ một đoạn aa so với góc Os , tương ứng với phép biến đổi Tp(asa,0,0)

Cy -SaCy Sa@Cu ala

S23 = Sin (82+ 63) S34 = Sin (03+ 64)

S45 = Sin (04+ Qs)

0 0 1 0 0 0 0 1

0 | O

a x

a,

a Zz

0

O Ag Cyrs45 + Ai2Cosas + Fy3 C45 + A54C,

Ny = Cy7345 Ny = Sy2345

n,=0 s„=0

Sy =0

Sz=1

ax = Š12345 ay = -C12345

Sy =0

14

Ss„=Í ax= Sin (0¡+Ð;+ Ô;+ п+ 9s)