II. tóm tắt một số kết quả chủ yếu
2.2. Nghiên cứu, thiết kế, lắp ráp robot Robot RE-03 hoạt động theo tọa độ trụ
trụ
2.2.1. Giới thiệu chung
Mục tiêu Nhiệm vụ 3 của Đề tài là vận dụng các ph−ơng pháp của robotics (khoa học công nghệ robot) để nghiên cứu về CMM (máy đo tọa độ) hoặc PCMM (máy đo tọa độ xách tay). Con đ−ờng phát triển các thiết bị này khơng chỉ là biện pháp nâng cao độ chính xác chế tạo mà còn đặc biệt quan tâm đến ph−ơng pháp suy luận, xử lý, bù trừ bằng các phần mềm kèm theo. Nội dung nghiên cứu ở các phần trên đây chứng tỏ rằng cả hai con đ−ờng nói trên đều có vai trị quan trọng, đặc biệt là con đ−ờng thứ nhất. Sự ch−a thành đạt của cả 2 ph−ơng án Robot RE-01 và Robot RE-02 là bài học rút ra từ thực tế, rằng chế tạo các thiết bị liên quan đến đo l−ờng phải có cả một “hậu ph−ơng” công nghiệp hùng mạnh.
Ph−ơng án thứ 3, Robot RE-03 ra đời xuất phát từ ý thức muốn khắc phục các khó khăn trên, nh−ng lại là một đề xuất mới. Thật vậy, Robot RE- 03 hoạt động theo tọa độ trụ Z = Z (r, ϕ) với 3 mơđun thiết bị: Mơđun tạo góc quay ϕ; Môđun tạo độ di chuyển r h−ớng tâm quay; Môđun tạo độ di chuyển theo trục Z. Cả 3 mơđun này có thể chọn lựa từ các thiết bị đo l−ờng chuẩn hóa do các hãng có th−ơng hiệu nổi tiếng sản xuất với độ chính xác và tin cậy cao. Các máy đo tọa độ CMM hoặc PCMM đều ch−a có loại nào hoạt
động theo tọa độ trụ cả, trong lúc có nhiều bề mặt cong nếu đ−ợc ghi đo theo tọa độ trục thì rất thuận tiện và giảm thiểu đ−ợc số điểm đo.
Ưu điểm nổi trội của việc tạo dựng Robot RE-03 là giá thành thấp xuống rất nhiều lần so với việc nhập ngoại các loại thiết bị CMM hoặc PCMM.
Đề tài đã tạo ra đ−ợc 1 mẫu máy đo theo tọa độ trụ mang tên Robot RE-03, mặc dầu không phải với mục đích để đo l−ờng, mà là thiết bị số hóa (Digitizing Systems) để tái hiện các bề mặt cong, nh−ng có độ chính xác và độ tin cậy cao vì phụ thuộc chủ yếu vào 3 mơđun thiết bị chuẩn hóa nhập ngoại.
Ngồi 3 mơđun thiết bị chủ yếu nói trên Robot RE-03 cịn có bộ phận thiết bị điện tử để thu nhận, chuyển đổi các tín hiệu đo từ các mơđun nói trên thành các số liệu đầu vào của ch−ơng trình phần mềm, xử lý các số liệu nhận đ−ợc từ các điểm đo, rồi tái hiện ra bề mặt cong đang đ−ợc khảo sát.
Với những giao diện t−ơng ứng đ−ợc thiết lập Robot RE-03 hịan tồn có thể sử dụng các ch−ơng trình phần mềm tái hiện các bề mặt cong khơng gian do Đề tài tự xây dựng và dùng chung cho nhiều thiết bị CMM và PCMM khác.
Vì thế d−ới đây chỉ giới thiệu những phần dành riêng cho Robot RE- 03 . Ch−ơng trình phần mềm tái hiện mặt cong và những bộ phận có chung trong các thiết bị CMM hoặc PCMM khác đã đ−ợc trình bày ở các mục trên.
2.2.2. Các môđun hợp thành Robot RE-03 2.2.2.1. Mơđun quay ϕ
Hình 3.1.1. Bản vẽ Mơđun tạo góc quay ϕ T? l?: S? lu?ng: B?n v? s?: ROBOT RE-03 V?t li?u: thộp CT5 Đ? tài KC - 03 - 08 Trung tõm NCKT T? d?ng húa
Tru?ng Đ?i h?c Bỏch Khoa Hà N?i
Ký Ngày
T.V.H.SON
H? và tờn
Nguy?n Van Minh Nguy?n Thi?n Phỳc Thi?t k? Tr. nhi?m Ki?m tra Duy?t ỉ250 Modun gúc quay
Bảng thông số kỹ thuật của Mơđun quay ϕ
Đ−ờng kính mâm quay: 250 mm
Vạch chia độ: 360' với độ phân dải 1' Dung sai: 0,05 mm
Tốc độ quay: 3'30 s một vòng quay Động cơ: 24VDC, 20W
2.2.2.2. Mụđun dịch chuyển r hướng tõm quay
3.1.3. ảnh chụp môđun dịch chuyển r h−ớng tâm
Thông số kỹ thuật đầu đo:
Linear Gauge LGE-1025 (Mitutoyo)
Dải do: 25mm
Độ phân dải: 5àm
Độ chính xác lặp lại: 20àm
Lực đầu đo: - khi đi xuống: 4,6 N; khi đi ngang: 4,3N Khi đi lên: 4,0 N
Ph−ơng pháp xác định vị trí đo: Bộ giải mã tuyến tính tăng dần biến tụ tĩnh
Tốc độ đáp ứng đo: - Tĩnh: 1,4 m/giây - Động: 17,5 m/giây
Tín hiệu ra: Lệch pha 900, Khoảng cách s−ờn tín hiệu ra t−ơng đ−ơng 20àm
Kích th−ớc đầu tiếp điểm đo: φ 3 mm, mặt cầu, bằng carbit
ổ đỡ: ổ bi cầu
Chiều dài cáp tín hiệu ra: 2 mét Nhiệt độ môi tr−ờng làm việc: 0 - 400C
2.2.2.3. Mụđun dịch chuyển theo trục Z
3.1.4. ảnh chụp môđun dịch chuyển r h−ớng tâm quay
Thông số kỹ thuật th−ớc đo cao hiện số:
Series 192-655 (Mitutoyo)
Hiển thị số: LCD
Dải do: 0 - 600 mm
Độ phân dải: 0,01 m
Độ chính xác: ± 0,04
Chức năng: đặt điểm 0, có cơng tắc chuyển đổi chế độ đo tuyệt đối-t−ơng đối
Dữ liệu ra: SPC
Nguồn điện: 3 pin 1,5V
Tốc độ đáp ứng lớn nhất: khoảng 500 mm/giây
Báo động: nguồn pin yếu
Nhiệt độ môi tr−ờng làm việc: 0 - 400C
2.2.2.4. Hộp điều khiển và giao diện với máy tính