5. Dự kiến kết quả
2.3.1. Kết cấu và nguyờn lý hoạt động của bậc tự do chuyển động theo phƣơng Zo
phƣơng Zo
a. Kết cấu
Hỡnh 2.4. Sơ đồ mụ phỏng bậc tự do theo phương Zo
Bậc tự do chuyển động theo phƣơng Zo gồm cỏc thành phần cơ bản sau: - Nguồn dẫn động động cơ điện M1: cú nhiệm vụ đƣa tay mỏy vào, ra theo phƣơng trục Zo, với hành trỡnh làm việc là 1,6 m. Động cơ khụng đồng bộ ở tần số 50Hz cú cỏc thụng số : Nguồn điện 220V – 3 pha; Cụng suất P = 0,2 KW; số vũng quay n = 1450 vũng/phỳt.
- Tốc độ của động cơ đƣợc điều khiển vụ cấp bởi bộ biến tần: Nguồn điện vào 220V một pha; Nguồn điện ra 220 V ba pha; Cụng suất 375 W.
- Hộp giảm tốc với thụng số tỷ số truyền là 1:10.
39
điều khiển đo đạc vị trớ và hành trỡnh di chuyển của tay mỏy.
- Hệ thống truyền động Bỏnh răng – Thanh răng với Thanh răng: 1860 x 20 x 20 mm; mụ đun m = 2; Bỏnh răng: ỉ60; Z = 30; m = 2.
- Hai cảm biến vị trớ CB1, CB2 là hai cảm biến điện từ cú tỏc dụng dựng để nhận biết vị trớ Home và vị trớ xa nhất của robot trong quỏ trỡnh di chuyển.
- 2 thanh trƣợt đuụi ộn cú tỏc dụng dẫn hƣớng cho chuyển động của bậc tự do.
b. Nguyờn lý hoạt động:
Động cơ M1 cú nhiệm vụ đƣa hệ thống vào, ra theo phƣơng trục Zo với hành trỡnh làm việc lớn nhất là 1,6m. Để thực hiện nhiệm vụ này, động cơ M1 đƣợc điều khiển tốc độ bằng cỏch thay đổi tần số thụng qua cỏc phớm chọn trờn bề mặt của bộ biến tần Inverter. Mặt khỏc, trờn động cơ M1 ngƣời ta gắn thờm một phanh điện từ với mục đớch phanh hóm cựng với động cơ đảm bảo cho tay mỏy dừng đỳng vị trớ và giữ cố định vị trớ sau khi dừng. Phanh này đƣợc nối qua một rơle và đƣợc điều khiển bởi bộ điều khiển. Ở trạng thỏi bỡnh thƣờng (động cơ khụng hoạt động), dƣới tỏc dụng của lũ xo trong phanh điện từ sẽ làm mỏ phanh trờn stato tỳ lờn mỏ phanh trờn Roto và giữ cố định trục động cơ. Khi động cơ đƣợc đúng điện, đồng thời cuộn hỳt (nam chõm điện) của phanh cũng đƣợc đúng điện, Nam chõm điện sẽ hỳt nhả mỏ phanh trờn Stator tỏch rời với mỏ phanh Rụto. Vỡ vậy, Roto cú thể quay tự do đối với Stator.
Hộp giảm tốc đƣợc đặt ngay dƣới động cơ, cú tỏc dụng làm giảm tốc độ của trục động cơ sao cho phự hợp với khối lƣợng cỏnh tay mỏy và đỏp ứng đƣợc tốc độ yờu cầu. Việc di chuyển hệ thống theo phƣơng Zo đƣợc thực hiện nhờ vào bộ truyền bỏnh răng – thanh răng, bỏnh răng đƣợc lắp với trục ra của hộp giảm tốc. Đõy là bộ truyền khả thi nhất, tối ƣu nhất và đạt hiệu quả cao nhất bởi vỡ:
40
Hỡnh 2.5. Bộ truyền thanh răng – bỏnh răng
Trong điều kiện chuyển động núi chung, ma sỏt là một yếu tố rất quan trọng. Trong dẫn động Robot núi riờng, ma sỏt làm tổn hao cụng suất gõy mũn, hƣ hỏng cỏc kết cấu mỏy. Đồng thời ma sỏt cũn tạo ra trễ cơ học trong quỏ trỡnh điều khiển Robot. Để giảm ảnh hƣởng của ma sỏt đến truyền động cũng nhƣ điều khiển Robot, trờn Robot Harmo, ngƣời ta sử dụng hệ thống đƣờng dẫn hƣớng ma sỏt lăn thay thế cho đƣờng dẫn hƣớng ma sỏt trƣợt thụng thƣờng. Điều này vừa làm giảm tổn hao ma sỏt, vừa giảm mũn và trễ cơ học trong quỏ trỡnh điều khiển. Cho phộp nõng cao tuổi thọ và độ ổn định của kết cấu cơ khớ.
Hỡnh 2.6. Bộ trượt ma sỏt bi đuụi ộn
41
- Thứ nhất: Việc thay ma sỏt trƣợt bằng ma sỏt lăn đó gúp phần làm giảm mất mỏt do ma sỏt, ổ lăn làm tăng độ nhậy của thiết bị và đặc biệt cú lợi trong cỏc cụm mỏy làm việc với sự dừng và mở mỏy thƣờng xuyờn.
- Thứ hai: Giảm chi phớ chất bụi trơn, bảo dƣỡng thuận lợi.
Bộ đếm mó húa vũng quay (Encorder quay) sẽ mó húa quóng đƣờng chuyển động của tay mỏy thành cỏc xung điện điều khiển, căn cứ vào bộ điều khiển sẽ tớnh toỏn ra đƣợc vị trớ cũng nhƣ quóng đƣờng dịch chuyển của Robot.
Hỡnh 2.7. Bộ đếm Encorder
Bộ đếm này cú cấu tạo gồm 1 bỏnh răng ăn khớp với 1 thanh răng truyền chuyển động cho đĩa quang phỏt xung: mỗi 1 xung sẽ tƣơng ứng với quóng đƣờng dịch chuyển 1 cm chiều dài. Số xung đƣợc đếm bởi PLC. Nhƣ vậy khi nào số xung đƣợc đếm hết thỡ PLC sẽ phỏt lệnh điều khiển phanh làm dừng động cơ, dừng cỏnh tay robot.
Hai cảm biến điện từ CB1 và CB2 đƣợc gắn 1 ở vị trớ Home (CB1) và 1 ở vị trớ xa nhất theo phƣơng Zo. Do đú, khi Robot ở vị trớ Home thỡ CB1 sẽ bỏo về cho bộ điều khiển PLC biết, tƣơng tự nhƣ thế khi cú tớn hiệu từ CB2 thỡ bộ điều khiển sẽ biết rằng bỏnh răng đó đi đến vị trớ xa nhất cú thể trờn trục Zo.
42