- 30 Ứng dụng trong công nghiệp:
3.5. Các nghiên cứu tại Việt Nam
- Các tác giả Phạm Văn Bạch Ngọc, Vũ Thanh Quang, Đỗ Trần Thắng và
Phạm Anh Tuấn tại Phòng Cơ Điện tử, Viện Cơ học đã lựa chọn mô hình, mô phỏng động lực học và tính toán thiết kế để chế tạo một robot cơ cấu song song cụ thể (Hexapod) ứng dụng trong gia công cơ khí. Các máy công cụ truyền thống sau khi thêm bộ đồ gá vạn năng có thể gia công được những chi tiết có bề mặt phức tạp mà trước đây không thực hiện được [15, 16]. Nhóm tác giả cũng đã chế tạo thành công thiết bị này và thiết bị hiện đang được trưng bày tại Viện Cơ học.
Ưu điểm nổi bật của loại robot này là bề mặt tấm đế di động của robot có thể chuyển động tự do linh hoạt, vì vậy việc tạo hình bề mặt được thực hiện dễ dàng hơn và đạt yêu cầu về độ chính xác cao hơn. Kết cấu động học của robot song song có độ cứng vững cao và chịu được tải trọng lớn mặc dù kích thước robot nhỏ. Tầm hoạt động của robot rất rộng, từ việc lắp ráp các chi tiết cực nhỏ tới các chuyển động thực hiện các chức năng phức tạp đòi hỏi độ chính
- 35 -
xác cao như: phay, khoan, tiện, hàn, lắp ráp... Ngoài ra, robot song song dễ dàng được lắp đặt ở các vị trí và các hướng khác nhau (trên thuyền và treo trên trần, tường...).
Điểm sáng tạo trong nghiên cứu là việc thiết kế, phát triển và tích hợp hoàn chỉnh một hệ điều khiển (phần cứng và phần mềm) cho Hexapod với 2 phần chính là:
. Phần mềm SACR 1.0 (Simulation and Control of robot), dùng cho thiết kế quĩ đạo, mô phỏng và điều khiển robot. Đặc biệt, SACR đã được phát triển là hệ mở và tổng quát để có thể sử dụng cho các loại robot khác nhau.
. Bộ điều khiển vị trí đa trục có chức năng điều khiển phối hợp đồng thời sáu bộ truyền động cho 6 cơ cấu chấp hành của PR6-01.
Hình 27: Mô hình thiết bị đồ gá và thiết bị thực tế tại Viện Cơ học
- Nhóm tác giả Nguyễn Minh Thạnh, Nguyễn Ngọc Lâm, Trần Công Tuấn
và Nguyễn Công Mậu đã trình bày cách tiếp cận những cấu hình đặc biệt của tay máy song song bằng cách xem xét số bậc tự do của khâu ra và số lượng các chuỗi động học phụ liên kết với nền và khâu ra. Lý thuyết A.P. Kotelnikov cũng đã được dùng trong nhóm vít duy nhất biểu diễn những nhóm dịch chuyển để loại trừ dịch chuyển không-điều khiển của khâu ra [8]. - Phòng Cơ Điện tử (Viện Cơ học) [18] đã đưa ra một giải pháp hoàn chỉnh điều khiển robot cơ cấu song song, phân tích xử lý song song, xử lý phân tán và ứng dụng nguyên lý Hardware-in-the-Loop trong mô phỏng điều khiển.
- 36 -
- Các tác giả Trần Công Tuấn, Nguyễn Minh Thạnh [5] sử dụng phương pháp điều tra không gian tham số để khảo sát vùng làm việc của tay máy song song có các dẫn động phân bố bên ngoài không gian làm việc.
- Các nhà nghiên cứu tại bộ môn Cơ Điện tử, Khoa Cơ khí, Đại học Bách Khoa Tp.HCM là Từ Diệp Công Thành và Đặng Văn Nghìn [17] đã nghiên cứu và chế tạo bộ điều khiển cho robot song song. Do có cấu trúc khác với cấu trúc nối tiếp, nên nếu dùng các phương pháp điều khiển thông thường thì tính đáp ứng của robot sẽ chậm. Nhóm tác giả đã chế tạo bộ điều khiển robot có 6 khâu động học độc lập kết hợp với giải thuật điều khiển song song để tăng tính đáp ứng và linh hoạt cho robot.
Hình 28: Sơ đồ khối của bộ điều khiển song song
- Các tác giả Thái Thị Thu Hà, Hồ Thanh Tâm đã nghiên cứu ứng dụng robot song song trong máy đo tọa độ CMM [17].
- Nhóm nghiên cứu Đặng Bảo Lâm, Phạm Minh Hải và Phan Văn Đồng đã
nghiên cứu thuật toán tìm miền làm việc của họ robot song song phẳng 3 bậc tự do [18].
- Nhóm tác giả Nguyễn Thiện Phúc, Trần Minh Nghĩa và Nguyễn Đình Nin đã nghiên cứu tạo dựng robot song song loại hexa [19].
- 37 -
- Các tác giả Võ Quang Vinh, Lâm Hùng Sơn, Võ Thu Hà đã nghiên cứu vấn đề điều khiển tối ưu chuyển động tay máy song song, VICA6, Hà Nội, 2005 [20].
- Bùi Quang Được, Đặng Văn Nghìn đã nghiên cứu để thiết kế, chế tạo robot Crane [21].
- Lê Thanh Thủy, Phạm Anh Tuấn, Phạm Văn Bích Ngọc, Đỗ Trần Thắng
đã tiến hành mô phỏng động lực học robot cơ cấu song song [22].
- Hồ Đắc Hiền đã giải bài toán động học ngược cơ cấu Hexapod 6 CTC [23].
- Tác giả Hồ Đắc Hiền đã thiết kế động học máy cắt gọt kim loại Hexapod bằng mô phỏng [24].