a có thể hiểu là khoảng cách giữ 2 trụ cz liền kề nhu (Z i; Zi+1), hy là đường vuông góc với 2 trục z liền kề.
3.5.2 TÍNH TOÁN THEO PHƯƠNG PHÁP HÌNH HỌC
Hình 3.11 Mặt cắt của robot dạng hình học
Ta có các thông số sau : O1O2 = L2 = 300 (mm)
-
O2O3 = L3 = 210 (mm) O3O5 = L4 + L5 = 170 (mm)
t1,t2,t3,t4,t5 lần lượt là các góc thetal để phù hợp cho việc lập trình trên matlab; θ234 = t234 = θ2+ θ3 + θ4 (đây là góc tự chọn có thể tự cho để cố định đầu robot) β1 = b1; β1 = b2
Giải
Tanθ1 = => θ1 = t1 = atan2(Pz,Px) Để tìm θ2, ta tìm θ3 trước
Nhìn hình ta thấy góc =- θ3
Xét tam giác Δ(O1O2O3), áp dụng định lý cosin (= + – 2.(O1O2).(O2O3).COS(180- θ3)
Ta có 2 cung bù nhau cos(180 - θ3) = -cos θ3 nên : (= + + 2*L2*L3*cos(t3)
cos(t3) = (***)
xét tam giác ΔO1O3K vuông góc tại K
• O1K = O1M – KM = – (L4 + L5)*cos(t234) o GO4 = (L4 + L5)*sin(t234)
• O3K = Pz – L1 – GO4
= Pz – 268 – 170*sin(t234) ( = ( + (
= ( + (
Thay O1O3 vào (***) ta được cos(t3) sin(t3) =
tan(t3) = => θ3 = t3 = atan2(sin(t3),cos(t3)) TÍNH θ2 = β2 - β1
Xét ΔO2RO3 vuông góc tại R RO3 = L3*sin(t3)
RO2 = L3*cos(t3)
Xét ΔO1RO3 vuông góc tại R
RO1 = L2 + RO2 = L2 + L3*sin(t3) tan(b1) = => b1 = β1 = atan2(RO3,RO1)
tan(b2)= => b2 = β2 = atan2(O3K,O1K)
Vậy θ2 = β2 - β1hay t2 = b2-b1
-
Hình 3.12 Mặt cắt hình học trong tọa độ xyz
3.6THIẾT KẾ BẢNG ĐIỀU KHIỂN ROBOT TRÊN MATLAB R2016A
Trước khi chúng ta làm bảng điều khiển trên matlab, ta càn đưa mô hình mô phỏng mà chúng ta đã vẽ bên Soliworks 2018 qua bên simulinks của matlab bằng cách tải file liên kết giữa hai app.
Hình 3.13 File liên kết giữa Soliworks và Matlab
B1: Sau khi đã tải file thành công, ta chạy ứng dụng matlab, chọn vào đường dẫn đến hộp thư tải file Simscape Mltiboby
B2 Mở Matlab và thực hiện lệnh trên của sổ command window và bấm enter :
install_addon(‘<zip_file_name>.zip>’)
B3 Thực hiện tiếp lệnh dưới, mệnh này mục đích là để liên kết 2 phần mềm lại
-
B4 Mở Soliworks lên chọn Tools > add_ins và tích vào mục như hình bên dưới
Như vậy là ta đã hoàn thành việc cài đặt tiện ích liên kết Simulink lên Soliworks. Và sau khi đã add-in này thì bây giờ Soliworks đã có them nguồn lưu file với dạng xml phục vụ cho việc mô phỏng dựa trên kết cấu ứng dụng Matlab.
Để xuất file xml từ Soliworks sang matlab, ta vào mục Tools > Simscape Multibody > Export > SimMechanics First Generation > đặt tên và save.
Hình 3.14 Chuyển file xml từ Soliworks qua Matlab
Sau khi đã đã xuất ra được file Xml qua Matlab thì ta tiến hành import các link của robot lại với nhau bằng lệnh : mech_import
-
Sau khi import xong ta sẽ cho được mô hình tay máy robot.
-
Ở giữa mỗi 2 khâu là phần khớp, mỗi phần khớp thì sẽ có một chùm khối điều khiển trong mục file có đuôi .slx
Khối Constant: (khối hằng số) dùng tạo hằng số thực hoặc phức (không phụ thuộc vào thời gian). Khối Slider Gain nằm trong khối tổng quát Math Operatinons, dùng để thay đổi độ lợi của tín hiệu
bằng thanh trượt. Trong phần này ta dùng để thay đổi giá trị góc quay.
Khối Mux : dùng tồng hợp các tín hiệu đầu vào thành một tín hiệu tổng ở đầu ra.
Khối Joint Actuator : khối này là để điều khiên khớp bằng tín hiệu tổng mà khối mux đưa vào hay
còn gọi là lệnh cho khớp xoay.
Khối Joint Sensor : đưa tín hiệu feed back góc quay về bộ PID, để so sánh với góc đưa vào từ
slidergian.
Tiếp theo, ta tạo một file GUIDE để thiết kế bảng điều khiển cho tay máy robot
-