V. giới thiệu kết cấu và nguyên tắc hoạt động của các bậc tự
2. Giới thiệu kết cấu của các bậc tự do
2.3. Bậc tự do tịnh tiến dọc trục Z
Chuyển động tịnh tiến lên xuống theo trục Z đợc thực hiện nhờ chuyển
động tịnh tiến khứ hồi của piston trong xylanh. Trong đó trục của piston và xylanh trùng với trục chuyển động, xylanh đợc gắn cố định còn piston dịch chuyển.
Hành trình làm việc của piston chỉ giới hạn trên chiều dài của xylanh nhng nhờ cơ cấu bánh đai - đai răng nên không gian làm việc của tay kẹp Robot Harmo đợc mở rộng thêm, do đó nó có thể thực hiện hành trình làm việc với chiều dài hành trình gấp đôi chiều dài hành trình piston trong xylanh.
Tơng tự nh trong bậc tự do tịnh tiến dọc trục OY, trên bậc tự do này cũng có cơ cấu đặt cữ hành trình cho tay máy, cụ thể là cữ dới của hành trình. Nhờ vậy Robot có thể gắp vật và thả vật ở những độ cao khác nhau. Cơ cấu vitme - đai ốc
107
đợc sử dụng để đặt cữ hành trình trong chuyển động dọc trục Z cũng tơng tự nh cơ cấu sử dụng cho quá trình đặt cữ trên trục Y.
Dẫn động cho cơ cấu vitme - đai ốc cũng là một động cơ điện một pha đảo chiều bằng cuộn dây. Trục động cơ không trùng với trục vitme, chuyển động quay của trục động cơ đợc truyền tới vitme thông qua cơ cấu bánh răng- đai răng.
Nguồn động lực (nguồn dẫn động) của cơ cấu (bậc tự do) là xy lanh khí nén tác động hai chiều. Khi muốn đa tay Robot lên thì ta đa khí nén vào buồng phía d- ới của xi lanh, dới tác dụng của khí nén, piston bị đẩy lên trên, kéo theo đai răng chuyển động lên trên→ tay máy đợc kéo lên cao. Ngợc lại khi muốn đa tay máy xuống thì ta đa khí nén vào buồng xy lanh bên trên và piston bị đẩy xuống dới cùng nghĩa với việc làm tay máy hạ xuống.
Về mặt cấu tạo, về cơ bản tay máy đợc cấu tạo bởi 3 thanh trợt đợc kết nối với nhau bởi chính cơ cấu xilanh-piston và cơ cấu đai răng- bánh răng, và đợc dẫn hớng bằng các thanh dẫn hớng đuôi én- bi dọc trục lên xuống.
108
Thanh trợt giữa đợc gắn với piston, chuyển động dọc trục xy lanh cùng với piston và cũng đợc dẫn hớng lên xuống bởi một thanh dẫn hớng đuôi én - bi. Robot đợc cấu tạo nh vậy là bởi chỉ có làm nh vậy mới có thể tăng không gian làm việc và tăng độ linh hoạt cho tay máy của Robot.
109
Xylanh khí nén là xy lanh tác động kép với piston một đầu cần. Đây là loại xy lanh đợc dùng tơng đối phổ biến, so với xy lanh tác động đơn, nó có nhiều lợi thế: hành trình tiến không phải chịu tác động của lực lò xo hồi vị và hành trình lùi đợc thực hiện nhanh và đều đặn hơn. Đây là một đặc điểm rất cần cho một Robot chuyên dụng nh Robot Harmo. Vì đặc tính công việc của Robot này là gắp sản phẩm ra khỏi máy ép nhựa (có năng suất cao). Cũng nh các kết cấu xy lanh khí nén khác, nó cũng kết cấu giảm chấn. là các bạc giảm chấn tạo cho chuyển động tới vị trí kết thúc hành trình một cách êm ả. Ngay trớc khi kết thúc hành trình bạc giảm chấn lọt vào lỗ khoan ở ngay đầu mút xy lanh ngăn không cho khí trong vùng hình vành khăn của pittông và đầu mút xylanh thoát nhanh ra ngoài lợng khí này đợc nén lại bởi cần piston và nó có tác dụng giảm dần vận tốc của piston ngay
110
trớc khi hành trình kết thúc, tránh sự va đập giữa cần piston và nắp xy lanh, đệm khí sẽ đi qua một lỗ khoan nhỏ tới van tiết lu một chiều và thải từ từ ra ngoài. Nh- ng trong Robot Harmo thì ít khi phải sử dụng tới tính năng này của xy lanh bởi chuyển động của tay máy đợc khống chế bằng các cữ đặt cho hành trình, chính các cữ này quyết định điểm kết thúc của hành trình chứ không phải chiều dài của xy lanh.
111
ở đây ta dễ dàng thấy đợc ba thanh cơ bản làm nên tay máy của Robot là làm bằng vật liệu là nhôm. Không phải là vật liệu có thể chịu đựng đợc những điều kiện khắc nghiệt nh mang những vật nặng và cồng kềnh, lý do đợc giải thích đơn giản là bởi vì Robot này đợc chế tạo để làm việc tích hợp với máy ép nhựa, mà nhiệm vụ là gắp sản phẩm ra khỏi khuôn ép (đòi hỏi phải tác động và đảo chiều nhanh chóng→ quán tính không đợc quá lớn, hay bị giới hạn về mặt khối lợng). Vì thế nên tay máy phải làm sao cho càng đơn giản, gọn nhẹ càng tốt.
Hoạt động của xy lanh khí nén đợc điều khiển trực tiếp bởi một van đảo chiều 5 cửa 2 vị trí (van cơ điện từ- một chiều tác động bằng lực điện từ, một chiều tác động bằng lò xo hồi vị). Van này đợc điều khiển bởi bộ điều khiển có khả năng lập trình PLC.