Hình10 biểu diễn cấu trúc động học và các hệ tọa độ mô hình robot tác hợp A
3
Hình 10: Cấu trúc động học, các hệ tọa độ trên robot tác hợp A
x13 x12 x11 z11 z12 z13 z22 z21 z20 x22 x'21 x21 x20 q21 q22 10 11 12 13 20 21 22 d11 a11 a12 q13 J11 J12,q12 q11 J13 J21 J22 z0≡ z10 x0≡ x10 , q11
34
Cấu trúc robot tác hợp A gồm: Robot mang dụng cụ: R1 hay robot dụng cụ. Robot R1 có cấu trúc nối tiếp với chuỗi động hở. Khâu đế đƣợc kí hiệu khâu 10, các khâu động kí hiệu lần lƣợt: 11, 12, 13. Các khâu đƣợc nối với nhau bằng các khớp động J11, J12, J13 . Robot R1 có 3 bậc tự do, đƣợc dẫn động bằng ba động cơ đặt tại các khớp J11, J12, J13. Khớp J11 và J12 là các khớp quay với biên khớp tƣơng ứng q11, q12,
khớp J13 là khớp tịnh tiến với biến khớp q13
Robot mang chi tiết gia công đƣợc kí hiệu là robot R2, robot R2 cũng có cấu trúc nối tiếp, chuỗi động hở. Khâu đế đƣợc kí hiệu là khâu 20, các khâu động 21, 22 có chuyển động quay quanh hai trục giao nhau. Các khâu đƣợc nối với nhau bằng các khớp động J21, J22 đều là các khớp quay. Robot R2 có 2 bậc tự do, đƣợc dẫn động bằng hai động cơ đặt tại các khớp J21, J22. Các biến khớp lần lƣợt là q21, q22.
Tƣơng tự, ta có quy ƣớc biểu diễn cấu trúc và các hệ tọa độ trên robot tác hợp B nhƣ hình 11:
35
Trên hình 11 chỉ ra mô hình robot tác hợp B với bàn máy cấu trúc song song cầu. Robot thành phần mang dụng cụ thao tác đƣợc gọi là robot “R1” hoặc là robot dụng cụ. Gọi giá cố định là khâu “0”, các khâu của robot R1 đƣợc ký hiệu là 1, 2, 3. Robot R1 có 3 bậc tự do, đƣợc dẫn động bởi ba động cơ đặt tại các khớp J1, J2, J3.
Robot song song cầu mang đối tƣợng thao tác đƣợc gọi là robot “R2” hoặc là robot bàn máy, có bàn máy ký hiệu là khâu “B”, các khâu ở các nhánh động học song song lần lƣợt là 11, 21, 22, với chú ý con số thứ nhất trong các ký hiệu để chỉ số thứ tự của nhánh robot thành phần, số thứ hai để chỉ thứ tự các khâu của nhánh robot. Robot bàn máy R2 có 2 bậc tự do, đƣợc dẫn động bởi hai động cơ đặt tại các khớp J11, J21.
Trong quá trình gia công, các khâu động robot thực hiện các chuyển động để đƣa dụng cụ tác động lên chi tiết gia công đƣợc đặt trên bàn gá. Tƣ thế của dụng cụ gia công đối với chi tiết đƣợc xác định bằng yêu cầu công nghệ của quá trình gia công.
Về tổng thể, cấu trúc robot tác hợp vẫn đƣợc xây dựng từ các khâu động đƣợc nối với nhau bằng các khớp. Mỗi tay máy robot có cấu trúc là chuỗi động hở, tuy nhiên khi tác hợp chuyển động thì các tay máy robot tạo thành một cấu trúc động học khép kín, các khâu động trong các nhánh động học có chuyển động liên hệ với nhau theo quy luật đƣợc xác định từ yêu cầu công nghệ khi gia công. Khảo sát động học với mục đích xây dựng mối liên hệ chuyển động giữa từng tay máy trong một cấu trúc tổng thể chung.
Với cấu trúc động học của hai robot đƣợc phân tích trên hoàn toàn có thể sử dụng thuận lợi các phƣơng pháp ma trận truyền biến đổi ma trận thuần nhất, phƣơng pháp Denavit- Hartenberg hoặc phƣơng pháp Jonh Cairg đã nêu kết hợp với phƣơng pháp tọa độ suy rộng trên để khảo sát động học cho robot. Trong luận văn, sử dụng các phƣơng pháp ma trận truyền biến đổi tọa độ thuần nhất, phƣơng pháp ma trận Denavit- Hartenberg và phƣơng pháp tọa độ suy rộng để khảo sát cấu trúc động học robot và lập phƣơng trình động học cho các mô hình robot nêu trên