Cấu trúc của robot song song dùng trong PKMT.
3.8.1Đặc tính không gian của giá động Stewart trong cấu hình Hexapod
trúc động học song song theo cấu hình Hexapod
Như đã rõ trong nguyên lý máy và kết cấu, giá động Stewart được đặc trưng bởi khả năng chịu tải trọng cao, cấu trúc cứng vững và có khối lượng khá nhỏ. Cùng với các cơ cấu có nguyên lý động học song song, giá động Stewart 6 bậc tự do hiện đang cuốn hút nhiều viện nghiên cứu cũng như các công ty công nghiệp hàng đầu trong ngành chế tạo máy vào hàng loạt các thiết kế cho một thế hệ máy công cụ kiểu mới.
Tuy đã có nhiều công trình nghiên cứu về tính linh hoạt và cấu hình đa dạng của các mẫu máy “siêu nhẹ”, “siêu nhanh” và “siêu chính xác” này, nhưng sự chấp nhận chúng với tư cách là máy sản xuất vẫn chưa được giới công nghiệp khẳng định. Ngoài yếu tố giá thành còn quá cao, máy Hexapod chưa chứng tỏ được tính hoàn thiện trong môi trường công nghệ như người ta mong đợi. Trước hết đó là do không gian làm việc của máy không ổn định, sự đổi hướng của giá dao trong nhiều trường hợp ứng dụng là vấn đề khó khăn nhất khi chuyển từ nguyên lý động học của máy công cụ truyền thống sang nguyên lý máy công cụ có cấu trúc động học song song (PKM).
3.8.1 Đặc tính không gian của giá động Stewart trong cấu hìnhHexapod Hexapod
Từ những nghiên cứu sâu về máy PKM mà nhiều nhược điểm cơ bản của chúng cũng được chỉ ra: trước hết đó là vấn đề nguyên lý động học phức tạp hơn nhiều dẫn đến một sự tốn phí đáng kể cho các nhiệm vụ tính toán điều khiển. Các tọa độ tâm dụng cụ cắt không thể mô tả một cách đơn giản trong hệ Descartes, do đó phải thực hiện các phép biến đổi tọa độ đồng nhất trong khi
mô tả các quan hệ về tọa độ vị trí và hướng với không gian Roll-Pith-Yaw, viết dưới dạng ma trận. Ngoài ra, phần động lực học máy phải được mô phỏng trong hệ điều khiển với toàn bộ các chuỗi động, nhằm đạt được độ chính xác điều khiển với tốc độ cao, gia tốc cao.
Trái với các máy SKM, không gian làm việc của máy PKM không có dạng khối hộp chữ nhật và tỷ lệ của không gian cấu trúc máy so với không gian làm việc cho trước cũng lớn hơn rõ rệt. Một nhược điểm tiếp theo là các tính chất động lực học không đảm bảo đồng nhất trong toàn bộ không gian làm việc của nó. Máy PKM do đó phải được thiết kế phù hợp với nhiệm vụ gia công, nói cách khác, nó phải được thiết kế định hướng theo nhiệm vụ công nghệ xác định trước.
Ta đã biết, trong các máy công cụ SKM, thông thường phương án không gian được thiết lập trên cơ sở các phương trình tiền động học với các ràng buộc tọa độ vị trí giữa các trục điều khiển là chủ yếu. Đó là một không gian tạo bởi các mặt vuông góc theo ba hướng x, y, z và tuỳ thuộc giới hạn hành trình tối đa trên mỗi trục máy. Không gian này không thay đổi trong quá trình gia công, ngoại trừ trường hợp bàn kẹp dao thay đổi. Đối với giá động Stewart trong cấu hình máy Hexapod thì không gian làm việc lại không cố định. Chúng thay đổi về phạm vi và về vị trí khi giá dao đổi hướng. Bởi vậy nghiên cứu phương án không gian có tầm quan trọng đặc biệt đối với việc triển khai ứng dụng máy PKM hay là máy Hexapod.