V. Mô phỏng RBSS dùng làm đồ gá CNC
5.1. Mô phỏng RBSS chân RPS
Bài toán động học thuận là bài toán biết độ dài các chân di (i=1,2,3), ta
phải tìm vị trí của bàn máy động P và ma trận ARB.
Theo phần trên ta thay các giá trị di (i=1,2,3) vào hệ (4.20), ta sẽ đ−ợc
hệ 6 ph−ơng trình với 6 ẩn là : α α α1, , , , ,2 3 p p p1 2 3
Chú ý là 3 ph−ơng trình sau của hệ (4.20) chỉ chứa di và αi nên việc
giải 6 ph−ơng trình đ−ợc đơn giản lại còn giải hệ 3 ph−ơng trình với 3 ẩn là
i
α . Sau đó thay các giá trị của di và αi vào 3 ph−ơng trình đầu ta sẽ tính
đ−ợc các giá trị của P Ví dụ:
- Các điều kiện đầu
10 20 30 / 2
α =α =α =π
d10 = d20 = d30 = 4.44
Hai tam giác là đều và h = g = 8.89
- Qui luật chuyển động của các chân rô-bốt
d1 = d10(1+0.08cos10t)
d2 = d20(1+0.1sin10t)
- Giao diện chính của ch−ơng trình
Hình 4.5.2: Đồ thị vị trí điểm P theo ph−ơng y
Hình 4.5.6: Đồ thị vận tốc điểm P theo ph−ơng y
- Kết quả mô phỏng động bằng Matlab:
Hình 4.5.8: Ví dụ mô phỏng động RBSS 3 chân RPS (bài toán động học thuận)
5.1.2. Bài toán động học ng−ợc
Bài toán động học ng−ợc là bài toán biết vị trí bàn máy động P, ta phải
tìm độ dài các chân di (i=1,2,3) và các gócαi (i=1,2,3) .
T−ơng tự nh− cách làm đối với bài toán động học thuận ta thay các giá trị P vào hệ (4.20), ta sẽ đ−ợc hệ 6 ph−ơng trình với 6 ẩn là :
1, , , , ,2 3 d d d1 2 3
α α α . Giải hệ ph−ơng trình này ta sẽ thu đ−ợc các nghiệm cần thiết.
Ví dụ:
p10 =0; p20 =0; p30 = 4.44 Hai tam giác là đều và h = g = 8.89 - Qui luật chuyển động của bàn di động
p1=0; p2=0;
p3=p30*(1+0.08*sin(10*t));
- Kết quả mô phỏng số bằng Matlab:
Hình 4.5.10: Đồ thị vị trí chân số 2
Hình 4.5.12: Đồ thị vận tốc chân số 1
Hình 5.1.14: Đồ thị vận tốc chân số 3
- Kết quả mô phỏng động bằng Matlab:
5.2. Robot song song 3 RSS
Kích th−ớc của Deltarca nh− sau: Bán kính bàn cố định: ra = 200 (mm) Bán kính bàn di động: rb = 50
Độ dài cánh tay: AC = 365 Độ dài cẳng tay: BC = 800
Vị trí các chân rô-bốt xác định bởi các góc: α1 =0,α2 =120,α3 =240
- Dao diện chính của ch−ơng trình
5.2.1. Bài toán động học thuận
- Cho biết qui luật chuyển động của các góc ở khâu cánh tay rô-bốt.
1ϕ = t ϕ = t 2 ϕ = t 3 ϕ = t
Trong đó điều kiện đầu:ϕ10 =0,ϕ20 =0,ϕ30 =0 - Kết quả mô phỏng số bằng Matlab:
Hình 4.5.16: Đồ thị vị trí điểm P theo ph−ơng x
Hình 4.5.18: Đồ thị vị trí điểm P theo ph−ơng z
- Kết quả mô phỏng động bằng Matlab:
Hình 4.5.20: Ví dụ mô phỏng động RBSS 3 chân RSS 5.2.2. Bài toán động học ng−ợc
- Các điều kiện đầu
p10 =50; p20 =0; p30 = -615 (mm)
- Cho biết tr−ớc quy luật chuyển động của bàn di động p1=50cos(t);
p2=50sin(t);
- Kết quả mô phỏng số:
Hình 4.5.21: Đồ thị vị trí góc chân số 1
Hình 4.5.23: Đồ thị vị trí góc chân số 3
Một lĩnh vực ứng dụng nổi bật của robot song song (RBSS) là làm thiết bị đồ gá (CNC) điều khiển theo ch−ơng trình máy tính. Tiếp cận với lĩnh vực này cũng nh− với các lĩnh vực ứng dụng khác của RBSS, Đề tài đã nhận đ−ợc kết quả b−ớc đầu, chủ yếu về ch−ơng trình tính toán, điều khiển, nh−ng rất cơ bản vì đó là những cơ sở để triển khai các ứng dụng trong thực tế khi có đ−ợc sự đầu t− hoặc đặt hàng cụ thể sau này.
Trong những kết quả đó nên kể đến:
- Ph−ơng pháp tạo ra các thiết bị đồ gá nhanh phối gia công bằng cách
theo ch−ơng trình điều khiển số thay đổi chiều dài 3 chân của RBSS phẳng. - Tạo ra robot song song RBSS - 322 hoạt động nh− một thiết bị gia công CNC trong công việc điêu khắc trên những vật thể lớn, cồng kềnh không đ−a lên bệ các máy thông th−ờng đ−ợc.
- Đề xuất một kiểu Robot - “Nhện n−ớc” nhằm phục vụ công việc phun rửa các khoang hầm tầu chở dầu thô, rất khó thao tác bằng tay và rất độc hại.