Thiết kế hệ thống cơ khí robot Harmo

Đồ án thiết kế hệ thống cơ khí, Robot harmo UE700SW2RTay robot Harmo có thể dịch chuyển theo bốn bậc tự do khác nhau: Ba bậc tịnh tiến theo các phương X, Y, Z và một bậc quay 900 theo trục X. Các bậc tự do theo Y, Z và quay theo X thực hiện nhờ các xilanh khí nén, bậc tự do theo phương X được thực hiện nhờ động cơ điện.

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CÁC ROBOT TƯƠNG TỰ 1.1 Tổng quan robot cơng nghiệp Hình 1.1 Một số robot công nghiệp Yêu cầu nâng cao suất chất lượng sản phẩm ngày đòi hỏi ứng dụng rộng rãi phương tiện tự động hóa sản xuất Xu hướng tạo nhiều hệ thống tự động có tính linh hoạt cao hình thành Thuật ngữ kỹ thuật "Robot" "Robota" tiếng Séc có nghĩa người tạp dịch xuất tác phẩm “Rossum's Universal Robots” Karel Capek, 1921 Trong tác phẩm này, Rossum trai ông tạo số máy gần giống người để phục vụ người Về khía cạnh kỹ thuật, robot cơng nghiệp nay, có nguồn gốc từ hai lĩnh vực kỹ thuật trước máy điều khiển từ xa người dụng cụ điều khiển số (Numerically Controlled Machine Tools) Có thể nói robot kết hợp hoạt động linh hoạt chế điều khiển từ xa với mức độ "tri thức" ngày tăng hệ thống điều khiển kỹ thuật số kỹ thuật sản xuất cảm biến, công nghệ lập trình phát triển trí thơng minh nhân tạo Trong năm tiếp theo, việc nâng cao suất robot tiếp tục đẩy mạnh Với thành tựu to lớn lĩnh vực Tin học - Điện tử tạo hệ robot có nhiều tính đặc biệt Số lượng robot tăng lên chi phí giảm Kết robot cơng nghiệp đóng vai trò quan trọng dây chuyền sản xuất đại Ngày khoa học Robot trở thành lĩnh vực rộng lớn, bao gồm học kết cấu, động lực học, lập trình quỹ đạo, tín hiệu, điều khiển chuyển động, v.v 1.2 Robot harmo công nghiệp sản xuất Kể từ bắt đầu, robot công nghiệp sử dụng nhiều lĩnh vực thay sức lao động người Do đó, chuỗi sản xuất tổ chức lại, suất hiệu sản xuất có gia tăng đáng kể Mục tiêu robot công nghiệp cải tiến, nâng cao suất dây chuyền cơng nghệ, giảm chi phí, nâng cao chất lượng khả cạnh tranh sản phẩm, cải thiện điều kiện lao động Đạt mục đích khả robot như: làm việc không mệt mỏi, dễ dàng chuyển đổi, chịu đựng xạ mơi trường làm việc có nhiệt độ cao, nguy hiểm, "cảm nhận" từ trường "nghe" siêu âm Ngày xuất nhiều dây chuyền sản xuất tự động bao gồm máy CNC với robot công nghiệp, độ linh hoạt cao Các máy móc robot điều khiển hệ thống chương trình Trong cơng nghệ phun nhựa, có giai đoạn quan trọng giai đoạn gỡ bỏ phơi Thơng thường, có xi lanh thủy lực riêng biệt để đẩy sản phẩm sau nguội xuống khn Tuy nhiên, với sản phẩm ép cần phải trải qua khâu q trình cơng nghệ, sản phẩm có yêu cầu cao vấn đề vệ sinh, số máy ép nhựa đại có trang bị tay máy chuyên để gắp sản phẩm từ khn đúc đặt vị trí khác băng chuyền, vị trí gia cơng Những máy đảm bảo trình ép sản phẩm nhựa tự động hoàn toàn dây chuyền sản xuất, Harmo tay máy thực nhiệm vụ Một robot sử dụng là: Robot Harmo UE700SW-2R Hình 1.2 Robot Harmo UE700SW-2R 1.3 Một số robot tương tự • ROBOT HSX-150SW / HSX-250SW HSX-150SW / HSX-250SW sản phẩm Cơng ty Harmo, Nhật Bản Nó cơng ty lớn phát triển, sản xuất bán robot công nghiệp máy phụ trợ cho máy đúc nhựa Đây robot thiết kế tốc độ cao với chuyển động xác! Đặc tính: Tốc độ: Các robot HSX đạt tốc độ cực nhanh 0.38 giây để khởi động 2.9 giây / chu kỳ, với thân máy cứng thiết kế dựa liệu thu từ phân tích phận robot điều khiển HRS (Loại HSX-150) Hệ thống bơi trơn trang bị có hiệu suất cao, tiếng ồn thấp làm việc lâu dài Robot HSX có ống xả tập trung, đầu hút dầu mỡ, vỏ không rỉ để sử dụng đảm bảo yêu cầu vệ sinh cao Trang bị đường dây cáp PISCO bị mài mòn, ồn bụi Bộ điều khiển: HRS-670 + Có sẵn phiên tiếng Nhật, tiếng Anh tiếng Trung + Bộ nhớ cho 50 liệu khn với quản lý nhóm + Màn hình LCD màu 5.7 inch, hỗ trợ cảm ứng Hình 1.3 ROBOT HSX-150SW / HSX-250SW Thơng số kỹ thuật: Hình 1.4 Thông tin kỹ thuật ROBOT HSX-150SW / HSX-250SW Tuy nhiên, tất robot robot hệ mới, mà có chi phí cao Vì vậy, chúng em khơng có hội để thực nghiên cứu sâu robot Do đó, dự án "Thiết kế dẫn động Robot Harmo" này, chúng em nghiên cứu robot Harmo UE700SW-2R có trường 1.4 Phân tích robot harmo UE700SW-2R 1.4.1 Cấu trúc cánh tay robot Tay máy có đặc điểm chung kết cấu gồm khâu, nối với khớp để hình thành chuỗi động học hở, tính từ thân đến cơng tắc Các khớp sử dụng phổ biến khớp trượt khớp quay Tùy thuộc vào số lượng cách bố trí khớp, tạo cánh tay robot kiểu tọa độ Đề-các, tọa độ trụ, hay tọa độ cầu, SCARA kiểu tay người Tay máy kiểu tọa độ Đề-các hay gọi kiểu hình chữ nhật, dụng ba khớp trượt, cho phép phần công tác thực cách độc lập chuyển động thẳng, song song với trục tọa độ Vùng làm việc cánh tay robot có hình hộp chữ nhật Do tính đơn giản cấu trúc, loại cánh tay robot có độ cứng vững cao, độ xác đảm bảo tồn vùng làm việc, khéo léo Vì vậy, loại tay máy thương sử dụng cho vận chuyển lắp ráp Tay robot Harmo UE700SW-2R thuộc loại Hình 1.5 Mơ hình robot Hamor Chiều cao thân robot: 1450 mm Khối lượng gắp M = 200gram Tay robot Harmo dịch chuyển theo bốn bậc tự khác nhau: Ba bậc tịnh tiến theo phương X, Y, Z bậc quay 900 theo trục X Các bậc tự theo Y, Z quay theo X thực nhờ xilanh khí nén, bậc tự theo phương X thực nhờ động điện a Bậc tự tịnh tiến dọc trục X Hình 1.6 Sơ đồ mơ bậc tự theo trục X Chiều dài trục X: 1850mm Giới hạn chuyển động: X: 1600mm Hình 1.7 Bậc tự tịnh tiến hướng X động Hình 1.8 Các thông số Cơ cấu chuyển động: + Động M1(P = 0.2KW; n = 1800 vòng/phút) – nguồn động lực dẫn động Servo AC Mitsubishi GM-HFB + Inventer – điều khiển tốc độ động M1 thông qua thay đổi tần số + Hộp giảm tốc với tỷ số truyền 1:10 + Encoder dùng để đếm quãng đường mà cánh tay Khoảng cách di chuyển cánh tay robot trục X xác định encoder (encoder cho 100 xung/vòng) phản hồi đến điều khiển (controller) Bộ encoder bao gồm đĩa quay, phận phát ánh sáng, thiết bị dò ánh sáng khuếch đại tín hiệu điện + Thanh với thông số 1860x20x20, mô đun m = + Bánh với thông số Z = 30, mô đun m = + Hai cảm biến vị trí, Cb1 vị trí gốc Cb2 cảm biến vị trí ngồi Hai cảm biến cảm biến điện từ + Hai trượt én đóng vai trò dẫn hướng chuyển động ma sát lăn dọc theo trục X b Bậc tự tịnh tiến trục Y Hình 19 Sơ đồ mô bậc tự theo trục Y Bậc tự tịnh tiến dọc trục Y thực nhờ chuyển động tịnh tiến piston xilanh, trục piston xilanh trùng với trục Y, xilanh gắn cố định piston dịch chuyển Dẫn hướng ma sát lăn Chiều dài trục Y: 1200mm Giới hạn chuyển động hướng Y: 500mm Hình 1.10 Cơ cấu dịch chuyển hướng Y Hình 1.11 Piston khí nén Hình 1.12 Động c Bậc tự tịnh tiến trục Z Hình 1.13 Sơ đồ mô bậc tự theo trục Z Chuyển động lên xuống dọc trục Z thực nhờ chuyển động tịnh tiến cấu xylanh khí nén tác động hai chiều, xilanh gắn cố định piston dịch chuyển Chiều dài trục Z: 1050mm Giới hạn chuyển động hướng Z: 600mm Hình 1.14 Cơ cấu dẫn động hướng Z Hình 1.15 Động đảo chiều Hình 1.16 Cơ chế di chuyển d Bậc tự quay 90º quanh trục X Bậc tự quay 900 quanh trục X sử dụng cấu quay gá lệch tâm Bậc tự quay thực nhiệm vụ quay bàn kẹp quay trục OX để đưa bàn kẹp tới hai vị trí song song với phương ngang vị trí vng góc với phương ngang cổ tay người Hoạt động hồn tồn thực khí nén sử dụng nguồn động lực xylanh khí nén tác động hai chiều với piston đầu cần Chuyển động làm cho chi tiết di chuyển từ vị trí sang vị trí khác mà thay đổi trạng thái tư chi tiết Chiều dài kẹp xoay quanh trục X: 40mm - Xoay vòng 90º 10 lưu làm châm chuyển đơng piston giảm va đập piston với xylanh cuối hành trình Bên cạnh đó, có cấu đặt cữ hành trình nên khoảng hành trình piston bị rút ngắn lại, piston khơng hết chiều dài xylanh Để tránh va đập trình piston gặp cữ, đầu cữ giới hạn hành trình gắn miếng cao su, thời có lò xo giảm chấn bên để giảm bớt va đập Các khớp tịnh tiến làm nhiêm vụ giới hạn hành trình xác định vị trí hành trình làm việc Robot cấu vitme - đai ốc Các khớp tịnh tiến hạn chế bậc tự do: tịnh tiến theo hai trục Y, Z quay quanh hai trục Y, Z Bậc tự quay quanh trục X bậc tự tịnh tiến dọc trục X phụ thuộc lẫn nhau: vitme quay tương đai ốc với số vòng quay định gây chuyển động tương đối theo phương trục X với chiều dài dịch chuyển tương ứng Do cấu vitme đai ốc khớp loại 5, số bậc tự tương đối Cơ cấu vít me - đai ốc sử dụng trình đặt cữ có cấu tạo đơn giản, lực cơng tác lớn (do phải dịch chuyển cụm tay máy) kích thước nhỏ gọn, thực hiên chuyển đơng chậm, tương đối xác Khớp tịnh tiến giới hạn hành trình làm viêc thực hiên nhờ chuyển động quay vitme làm đai ốc tịnh tiến thu hẹp hay mở rộng hành trình làm viêc Robot Tuy nhiên hành trình làm viêc tối đa Robot trục X khơng vượt q hành trình piston xylanh Cơ cấu vitme - đai ốc lại có đai ốc quay, trục vitme cố định cụm chi tiết thực hiên đặt cữ, đai ốc tịnh tiến dọc trục vitme di chuyển hành trình làm viêc theo trục X xa hay vào gần chân đế Robot Như hành trình làm viêc Robot trục X giới hạn chiều dài không hành trình piston xylanh nhờ cấu đặt cữ nên không gian làm viêc tay kẹp Robot Harmo mở rơng, thực hiên nhiều chương trình làm việc với vị trí thao tác khác mơt vị trí lắp đặt Robot 39 Hình 4.5 Cơ cấu vít me đai ốc Cơ cấu vitme - đai ốc sử dụng để đặt cữ hành trình cho Robot trình đặt cữ yêu cầu chuyển đông chậm tương đối xác Đối với cấu vitme - đai ốc sử dụng Robot Harmo cần thực chuyển đông theo hai chiều, loại ren vitme - đai ốc ren thang chịu lực hai mặt ren, có góc profin nhỏ, nhờ có ma sát tương đối nhỏ, hiệu suất truyền đơng cao Truyền đông cho cấu vitme - đai ốc thực hiên nhờ đông điên Với cấu đặt cữ hành trình, trục đơng trùng với trục vitme, nối với trục vitme thông qua môt khớp nối, vitme quay đông hoạt đông làm dịch chuyển cữ hành trình dọc theo vitme Với cấu đặt vị trí hành trình, trục vitme song song với trục truyền đông từ hôp giảm tốc gắn với đông cơ, truyền đông đai ốc đông thực hiên thông qua bô truyền đai Bánh đai nối với trục hôp giảm tốc then Bánh đai đai ốc, bánh đai quay làm đai ốc tịnh tiến dọc trục vitme Bô truyền đai có khả truyền đơng hai trục đặt cách xa nhau, nhiên có lực căng đai nên bơ truyền có tải trọng phụ, vi vây bơ truyền thích hợp cho truyền đơng với tải trọng nhỏ, hồn tồn phù hợp cho cấu đặt vị trí hành trình 40 Hình 4.6 Bánh đai đai ốc Truyền đông quay từ cấu đông đặt cữ- hôp giảm tốc đến vitme giới hạn hành trình thực hiên nhờ khớp nối trục đàn hồi Khớp nối gồm hai nửa nối trục lắp chặt với trục đông vitme, có bơ phân đàn hồi liên kết hai nửa nối trục Hình 4.7 Khớp nối trục đàn hồI Nhờ có bơ phân đàn hổi nên nối trục đàn hổi có ưu điểm sau: + Giảm va đâp chấn đơng bơ phân đàn hổi tích luỹ tiêu thụ va đâp, chấn đơng sinh + Đề phòng công hưởng dao đông xoắn gây nên + Bù lại đô lệch trục Khi ứng dụng Robot Harmo, nối trục đàn hổi chủ yếu bù lại đô lệch trục vitme trục hôp giảm tốc Tác dụng giảm va đâp, chấn đơng đề phòng công hưởng không rõ rệt tốc đô quay thấp Loại nối trục đàn hổi sử dụng nối trục đàn hổi với đĩa hình Loại nối trục có cấu tạo đơn giản, hoạt đơng bình thường với lệch tâm đến 0,2 mm lệch góc tới 1°30' Hai nửa nối trục lắp cố định với vitme trục truyền đông nhờ vít chìm Các khớp tịnh tiến định hướng nhờ sống trượt hình trụ gắn cố định trục X Các vòng bi tịnh tiến dọc sống trượt đảm bảo chiều chuyển đông khớp theo phương trục sống trượt Các loại sống trượt vòng bi sử dụng bâc tự tịnh tiến dọc trục 41 Hình 4.8 Sống trượt trục X 4.3 Thiết kế chuyển động theo trục Z Chuyển đông tịnh tiến lên xuống theo trục Z thực hiên nhờ chuyển đông tịnh tiến khứ hổi piston xylanh Trong trục piston xylanh trùng với trục chuyển đông, xylanh gắn cố định piston dịch chuyển Hành trình làm việc piston giới hạn chiều dài xylanh nhờ cấu bánh đai - đai nên không gian làm việc tay kẹp Robot Harmo mở rơng thêm, thực hành trình làm việc với chiều dài hành trình gấp đơi chiều dài hành trình piston xylanh Tương tự bậc tự tịnh tiến dọc trục OX, bậc tự có cấu đặt cữ hành trình cho tay máy, cụ thể cữ hành trình Nhờ Robot gắp vật thả vật cao khác Cơ cấu vitme - đai ốc sử dụng để đặt cữ hành trình chuyển đơng dọc trục Z tương tự cấu sử dụng cho trình đặt cữ trục X 42 Hình 4.9 Trục Z Dân đơng cho cấu vitme - đai ốc môt đông điện môt pha đảo chiều cuôn dây Trục đông không trùng với trục vitme, chuyển đông quay trục đông truyền tới vitme thông qua cấu bánh răng- đai Nguồn đông lực (nguồn dẫn đông) cấu (bậc tự do) xy lanh khí nén tác đông hai chiều Khi muốn đưa tay Robot lên ta đưa khí nén vào buồng phía xi lanh, tác dụng khí nén, piston bị đẩy lên trên, kéo theo đai chuyển đông lên trên^ tay máy kéo lên cao Ngược lại muốn đưa tay máy xuống ta đưa khí nén vào buồng xy lanh bên piston bị đẩy xuống nghĩa với việc làm tay máy hạ xuống 43 Hình 4.10 Thanh trượt Về mặt cấu tạo, tay máy cấu tạo trượt kết nối với cấu xilanh-piston cấu đai răng- bánh răng, dẫn hướng dẫn hướng đuôi én- bi dọc trục lên xuống Thanh trượt gắn với piston, chuyển đông dọc trục xy lanh với piston dẫn hướng lên xuống môt dẫn hướng đuôi én - bi Robot cấu tạo có làm tăng khơng gian làm việc tăng linh hoạt cho tay máy Robot Hình 4.11 Thanh trượt Xylanh khí nén xy lanh tác đông kép với piston đầu cần Đây loại xy lanh dùng tương đối phổ biến, so với xy lanh tác động đơn, có nhiều lợi thế: hành trình tiến khơng phải chịu tác động lực lò xo hổi vị hành trình lùi thực hiên nhanh đặn Đây đặc điểm cần cho Robot chuyên dụng Robot Harmo Vì đặc tính cơng việc Robot gắp sản phẩm khỏi máy ép nhựa (có suất cao) Cũng kết cấu xy lanh khí nén khác, kết cấu giảm chấn bạc giảm chấn tạo cho chuyển động tới vị trí kết thúc hành trình cách êm ả Ngay trước kết thúc hành trình bạc giảm chấn lọt vào lỗ khoan đầu mút xy lanh ngăn không cho khí vùng hình vành khăn pittơng đầu mút xylanh nhanh ngồi lượng khí nén lại cần piston 44 có tác dụng giảm dần vân tốc piston trước hành trình kết thúc, tránh va đập cần piston nắp xy lanh, đêm khí qua lỗ khoan nhỏ tới van tiết lưu chiều thải từ từ Nhưng Robot Harmo phải sử dụng tới tính xy lanh chuyển động tay máy khống chế cữ đặt cho hành trình, cữ định điểm kết thúc hành trình khơng phải chiều dài xy lanh Hình 4.12 Piston xylanh Ở ta dễ dàng thấy ba làm nên tay máy Robot làm vật liêu nhôm Không phải vật liêu chịu đựng điều kiên khắc nghiệt mang vật nặng cổng kềnh, lý giải thích đơn giản Robot chế tạo để làm việc tích hợp với máy ép nhựa, mà nhiệm vụ gắp sản phẩm khỏi khn ép (đòi hỏi phải tác đơng đảo chiều nhanh chóng^ qn tính khơng lớn, hay bị giới hạn mặt khối lượng) Vì thế” nên tay máy phải cho đơn giản, gọn nhẹ tốt 45 4.4 Thiết kế chuyển động quay quanh trục X Bậc tự quay thực hiên nhiêm vụ quay bàn kẹp quanh trục OX để đưa bàn kẹp tới hai vị trí song song với phương ngang (vị trí HORIZONTAL) vị trí vng góc với phương ngang (vị trí VERTICAL) cổ tay người, nên ta gọi bậc tự cổ tay Robot Hoạt động hồn tồn thực hiên khí nén Chuyển động quay làm cho chi tiết di chuyển từ vị trí đến vị trí khác mà thay đổi trạng thái (tư thế') chi tiết Trong thực tế, khơng có bậc tự thi nhiều hoạt động ứng dụng Robot Ví dụ Robot vào gắp chi tiết thi cánh tay Robot lại bị vướng vỏ máy, đổ gá, khuôn épũhay đơn giản vi chi tiết gắp theo phương hiên bàn kẹp, bàn kẹp phải quay góc 90° để đưa má kẹp vào gắp chi tiết Hoặc quy trình sản xuất chi tiết lại có yêu cầu nhả kẹp, chi tiết phải có phương vng góc so với kẹp 46 Hình 4.12: Kết cấu cổ tay Robot Harmo Cũng giống bậc tự tịnh tiến vào theo trục OX bậc tự tịnh tiến lên xuống theo trục OZ, bậc tự quay sử dụng nguồn đông lực xy lanh khí nén tác đơng hai chiều với piston mơt đầu cần Về mặt cấu tạo, xét theo nguyên lý máy bậc tự mơt cấu bốn khâu tồn khớp thấp (ba khớp lề mơt khớp trụ trượt) môt biến thể cấu bốn khâu lề Cụ thể: cấu gồm môt giá “cố định” gắn cố định với cánh tay Robot, mơt cụm piston- xy lanh khí nén nối với giá khớp quay trụ, môt bàn kẹp quay 90°, bàn kẹp gắn hai má kẹp đồng trục ngược chiều hình vẽ - Khớp trụ trượt piston xy lanh hạn chế bốn bậc tự (bốn khả chuyển động tương đối chuyển đông tịnh tiến chuyển đơng quay theo trục vng 47 góc với trục xy lanh) để lại hai chuyển đông tương đối chuyển đông tịnh tiến dọc trục xylanh chuyển đông quay xung quanh trục xylanh Nhưng thông thường chuyển đông quay quanh trục xylanh piston bị khống chế mối lắp ghép piston truyền Trong cấu chuyển động quay quanh trục xylanh piston bị hạn chế mối lắp ghép piston — truyền — khớp quay nối bàn kẹp giá cố định Hành trình chuyển đơng piston xy lanh theo lý thuyết chiều dài xy lanh Nhưng thực tế để tránh va đập piston nắp xy lanh gây hỏng piston nắp xy lanh, người ta sử dụng phương pháp hạn chế hành trình chuyển đơng tịnh tiến piston xy lanh bán kính quay trục khuỷu bên ngồi Tuy nhiên cấu hành trình piston khơng bị bị khống chế bán kính quay chốt quay bàn kẹp (gọi tắt bán kính quay bàn kẹp) quanh chốt quay cố định so với giá cố định lý sau: + Thứ nhất: phương pháp hạn chế hành trình chuyển đông tịnh tiến piston xy lanh bán kính quay trục khuỷu bên ngồi đòi hỏi trục khuỷu phải quay nửa vòng tròn, hành trình di chuyển piston bên xy lanh chiều dài đường kính quay trục khuỷu Muốn khống chế hành trình piston ta việc chọn bán kính quay piston nhỏ 1/2 chiều dài xy lanh bố trí vị trí tương đối trục khuỷu xy lanh Nhưng hành trình bàn kẹp lại có 1/4 vòng tròn nên khơng thể dùng phương pháp hạn chế hành trình dã nói + Thứ hai: Trong phương pháp hạn chế hành trình piston bên xy lanh phụ thuộc vào bán kính quay trục khuỷu (bàn kẹp) vị trí tương đối tâm quay trụckhuỷu xy lanh, nên việc hiệu chỉnh vị trí xác trục khuỷu (bàn kẹp) khơng thể Trong Robot lại yêu cầu hiệu chỉnh cách dễ dàng vị trí bàn kẹp lắp ráp để bù vào phần sai số chế tạo chi tiết cấu thành sai số trình lắp ráp Hoặc đơn giản chu trình làm việc Robot đòi hỏi hai vị trí bàn kẹp khơng vng góc mà tạo với góc đó, mà hai vị trí cuối hành trình quay vng góc với vị trí khơng phải vng góc với phương ngang mà 48 lại hợp với góc khác 90° Vì vây thêm lý khiến phương pháp hạn chế hành trình bán kính quay trục khuỷu không ứng dụng trường hợp Chính mà cấu cổ tay Robot ta sử dụng cách khống chế hành trình piston hành trình quay bàn kẹp thơng qua cữ điều chỉnh Khi cần điều chỉnh vị trí hay hành trình bàn kẹp (dẫn tới điều chỉnh vị trí điểm đầu điểm cuối chiều dài hành trình piston xy lanh) ta cần thay đổi vị trí cữ hành trình - Các khớp trụ quay (khớp lề trụ) hạn chế chuyển động tịnh tiến chuyển động quay tương đối theo trục vng góc với trục khớp quay, lại chuyển động quay quanh trục khớp chuyển động dọc trục khớp Nhưng thông thường chuyển động dọc trục khống chế môi lắp ghép trục quay khớp chi tiết khác nên lại chuyển động quay quanh trục khớp quay mà Theo lý thuyết hành trình quay khớp vòng tròn kín Tuy nhiên thực tế hành trình quay khơng phải lúc vòng tròn kín, mà bị hạn chế kết cấu chung hệ thống Cụ thể kết cấu cổ tay tất khớp quay khơng quay hết vòng tròn kín mà lắc phạm vi cung nhỏ Khớp có góc quay lớn khớp quay giá cố định bàn kẹp; góc quay 90° khống chế hai cữ hành trình điều chỉnh được, bố trí đặt vng góc với nhằm đảm bảo bàn kẹp quay góc 900 cuối hành trình bàn kẹp có vị trí vng góc song song với phương ngang Xét chất cổ tay Robot cấu xy lanh - trục khuỷu - truyền, hoạt động dựa nguyên tắc hoạt động cấu xy lanh- trục khuỷu- truyền Chỉ có vài khác là: +Thứ nhất: Trong cấu xy lanh- trục khuỷu- truyền nguồn dẫn đông xy lanh đông dẫn đông chiều (chiều piston xuống, ứng với nhiên liêu cháy giãn nở), chiều lên thực hiên quán tính bánh đà dẫn động ngược từ tay biên lên trục khuỷu, tới truyền tới piston Còn cấu cổ tay nguồn dẫn động xy lanh hoạt động hai chiều khí nén (xy 49 lanh tác động hai chiều) +Thứ hai: Trong cấu cấu xy lanh- trục khuỷu- truyền trục khuỷu có quỹ đạo hành trình vòng tròn kín, kết cấu cổ tay bàn kẹp (bàn tay) đóng vai trò trục khuỷu lại quay phạm vi quỹ đạo 1/4 vòng tròn (90°) Vì cuối hành trình quay bàn kẹp bị giữ lại cữ bố trí giá cố định Các cữ hành trình điều chỉnh cách xác để cuối hành trình bàn tay kẹp Robot có vị trí song song với phương ngang vng góc với phương ngang Do khí nén nên bàn kẹp bị chặn lại giá cố định áp suất khí nén bên xy lanh tăng dần áp suất nguồn cung cấp dừng lại thống đạt ổn định Thời gian từ lúc bàn kẹp đạt vị trí mong muốn tới thống đạt ổn định hay thời gian từ lúc bắt đầu cấp khí nén vào xy lanh tới piston chuyển động với tốc độ ổn định gọi thời gian độ thống Và mơi chất chất khí, có tính linh động cao nên thời gian độ thống nhỏ +Thứ ba: Về mặt nguyên lý kết cấu cấu xy lanh- trục khuỷu- truyền, xy lanh gắn cố định với giá piston liên kết với truyền khớp quay lề Còn cấu cổ tay Robot ngược lại: xy lanh không gắn cứng với liên kết với giá khớp quay lề piston gắn cứng với truyền Chính khác biêt mặt nguyên lý kết cấu làm cho viêc gia công chế tạo piston dễ dàng tiết kiêm nhiều so với viêc gia công cấu xy lanh- trục khuỷu- truyền Thực vây, gia công piston cấu xy lanh- trục khuỷu- truyền vât liêu gia công phải vât liêu tốt, chịu điều kiện làm việc khắc nghiệt: nhiệt cao, mài mòn lớn nên việc chế tạo piston quy trình cơng nghệ phức tạp Nhưng xy lanh không cần cố định với giá, mà liên kết với giá cố định khớp quay việc gia công lắp ghép piston với xy lanh truyền trở nên đơn giản Ngoài cấu có mơt chuyển đơng trực tiếp thực hiên nhiêm vụ Robot, chuyển đơng kẹp chặt chi tiết Chuyển đông thực hiên hai 50 má kẹp bố trí thẳng hàng, ngược chiều cách mơt khoảng lớn kích thước cần kẹp chi tiết Mỗi má kẹp mơt xy lanh khí nén tác dụng mơt chiều (chiều kẹp chặt chi tiết), chiều nhả kẹp thực hiên lực đàn hồi lò xo Chiều dài hành trình piston lớn dung sai kích thước chi tiết cần kẹp, chiều dài hành trình piston 10mm Ở hai má kẹp bố trí mơt đường thẳng, đối xứng với qua mặt phẳng qua tâm cánh tay Viêc bố trí hai má kẹp khơng phải nhằm mục đích tăng lực kẹp tác dụng lên chi tiết mà nhằm đảm bảo ổn định chi tiết kẹp nhả kẹp Nếu hai má kẹp mà khơng bố trí cân xứng hai bên kẹp, chi tiết bị dẩy lệch so với vị trí cũ Còn hai má kẹp bố trí cân xứng hai bên kẹp tạo hai lực đẩy tác dụng lên hai bên chi tiết, thế” chi tiết không bị xê dịch mà kẹp chặt Trong thực tế làm việc, lý gắp phải phế phẩm, thiếu khí nén dẫn đến bàn kẹp khơng kẹp chi tiết Để xử lý tình má kẹp bố trí cảm biến để thông báo phản hổi lại cho điều khiển trung tâm biết kẹp chi tiết hay chưa Nếu chưa kẹp Robot thực thao tác kẹp lại lần tránh trường hợp kẹp không chi tiết làm chi tiết không lấy khỏi lòng khn gây hư hỏng cho chi tiết hư hỏng cho máy khuôn ép Về thực chất cảm biến cơng tắc giới hạn hành trình bố trí hình vẽ Theo ngun tắc an tồn cấu kẹp chặt Robot không đảm bảo yêu cầu an toàn làm việc, nguyên tắc thi phải kẹp lực đàn hổi lò xo nhả 51 kẹp khí nén Vì q trình làm việc bị nguổn khí nén mơt ngun nhân (có thể ống dẫn khí bị đứt, máy nén khí bị hỏng) Khi đó, kẹp chặt khí nén thi lực kẹp nguổn sinh lực bị mất, chi tiết nhả kẹp tác dụng lực đàn hổi lò xo rơi xuống gây nguy hiểm cho người vân hành máy móc bên Nhưng kẹp chặt lực đàn hổi lò xo thi lực đàn hổi lò xo lực thường có, phụ thc vào đặc tính đàn hổi vât liệu biến dạng lò xo Vât liệu biến dạng lò xo làm việc (khi kẹp) không bị thay đổi tính tốn kỹ lưỡng đảm bảo lực kẹp nên làm việc không xảy tượng lực kẹp nguổn khí nén trình bày Mặc dù vây, Robot Harmo nói riêng Robot cơng nghiệp phục vụ máy ép nhựa nói chung sử dụng cấu kẹp chặt khí nén nhả kẹp lò xo vi lý sau: +Thứ nhất, sản phẩm (chi tiết) mà Robot gắp sản phẩm nhựa có khối lượng nhỏ (thường khơng q Kg) cao chi tiết q trình gắp khỏi máy so với sàn máy không lớn (thường nhỏ 1,5m) nên cho dù có xảy cố lực kẹp thi rơi xuống, chi tiết không gây thương vong gi nhiều cho người vân hành bên hỏng hóc va đâp cho máy xung quanh +Thứ hai, máy ép nhựa có sử dụng Robot gắp phơi thi máy đại, có tính tự đơng hố cao, vân hành theo chu trình lâp sẵn mà khơng cần đến có mặt người Vai trò người lúc giám sát máy hoạt đông xử lý cố cần thiết Ngoài thân máy tính tốn đảm bảo an tồn cao vân hành nên giả định có cố chi tiết bị rơi xuống gắp khơng gây nguy hiểm cho người máy móc +Nguyên nhân thứ ba nguyên nhân khiến người ta dùng cấu kẹp khí nén là: Sản phẩm nhựa máy ép đa dạng phong phú, hình dạng khối lượng, dễ thay đổi thay đổi nhanh Các sản phẩm nhựa lại có tính đàn hổi cao (đô cứng kém) hay dễ biến dạng kẹp Chính vây nên đòi hỏi lực kẹp cấu kẹp sinh phải thay đổi theo để phù hợp với khối lượng sản phẩm mà gắp Điều đáp ứng sử dụng 52 cấu kẹp khí nén nhả kẹp lò xo Nếu kẹp lực đàn hổi lò xo lực kẹp cố định, khó điều chỉnh lực kẹp Nhưng với cấu kep khí nén hay thuỷ lực ta dễ dàng thay đổi mơt cách tuỳ ý lực kẹp cấu sinh việc điều chỉnh áp suất khí nén đưa vào xy lanh (điều chỉnh van điều áp) 53