3.1.4 Phân loại robot
Thế giới robot hiện nay đã rất phong phú và đa dạng, vì vậy phân loại chúng không đơn giản. Có rất nhiều quan điểm phân loại khác nhau. Mỗi quan điểm phục vụ một mục đích riêng. Tuy nhiên, có thể nêu ra đây 3 cách phân loại cơ bản: theo kết cấu, theo điều khiển và theo phạm vi ứng dụng của robot
3.1.4.1 Phân loại theo kết cấu
Theo kết cấu của tay máy người ta phân thành robot kiểu tọa đồ Đề các, kiểu tọa độ trụ, kiểu tọa độ cầu, kiểu tọa độ góc, robot kiểu SCARA.
3.1.4.2 Phân loại theo điều khiển
Có 2 kiểu điều khiển robot: điểu khiển hở và điều khiển kín.
Điều khiển hở, dùng truyền động bước (động cơ điện hoặc động cơ thủy lực, khí nén,... ) mà quãng đường hoặc góc dịch chuyển tỷ lệ với số xung điều khiển. Kiểu điều khiển này đơn giản, nhưng đạt độ chính xác thấp.
Điều khiển kín (hay điều khiển servo), sử dụng tín hiệu phản hồi vị trí để tãng độ chính xác điều khiển. Có 2 kiểu điều khiển servo: điều khiển điểm - điểm và điều khiển theo đường (contour).
Với kiểu điều khiển điểm - điểm, phần công tác dịch chuyển từ điểm này đến điểm kia theo đường thẳng với tốc độ cao (không làm việc). Nó chỉ làm việc tại các điểm dừng. Kiểu điều khiển này được dùng trên các robot hàn điểm, vận chuyển, tán đinh, bắn đinh,...
Điều khiển contour đảm bảo cho phần công tác dịch chuyển theo quỹ đạo bất kỳ, với tốc độ có thể điều khiển được. Có thể gặp kiểu điểu khiển này trên các robot hàn hồ quang, phun sơn.
3.1.4.3 Phân loại theo hệ thống truyền động
Có các dạng truyền động phổ biến là:
-Hệ truyền động điện: Thƣờng dùng các động cơ điện 1 chiều (DC) hoặc các động cơ bước. Loại truyền động này dễ điều khiển, kết cấu gọn.
-Hệ truyền động thủy lực: Có thể đạt đƣợc công suất cao, đáp ứng những điều kiện làm việc nặng. Tuy nhiên hệ thống thủy lực thường có kết cấu cồng kềnh, tồn tại độ phi tuyến lớn khó xử lý khi điều khiển.
-Hệ truyền động khí nén: Có kết cấu gọn nhẹ hơn do không cần dẫn ngược nhưng lại phải gắn liền với trung tâm tạo ra khí nén. Hệ này làm việc với công suất trung bình và nhỏ, kém chính xác thường chỉ thích hợp với các robot hoạt động theo chương trình định sẵn với các thao tác đơn giản như “nhấc lên – đặt xuống”.
3.1.4.4 Phân loại theo ứng dụng
Robot được ứng dụng rất nhiều trong sản xuất và đời sống:
- Robot đóng gói sản phẩm: Các robot này có thể gắp lần lượt các hộp vắc xin bại liệt từ băng tải và đặt nó vào thùng gồm 20 hộp một cách chính xác.
- Robot vận chuyển và đóng gói sản phẩm: Robot đóng gói và vận chuyển trong phạm vi rộng các sản phẩm khác nhau: giường đóng gói phẳng và ngăn kéo.
26
- Robot thực hiện quá trình đúc: Robot đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện quy trình đúc sản phẩm, đặc biệt là những sản phẩm trong ngành như nhựa, thép, gốm sứ.
- Robot thực hiện quá trình tráng men: Đặc biệt quan trọng trong ngành công nghiệp sản xuất thiết bị vệ sinh, Robot thực hiện quy trình tránh men, đánh bóng bề mặt, giúp làm giảm thời gian sản xuất, tăng năng suất lao động và hạn chế tối đa lượng khói bụi trong quá trình mài.
- Robot thực hiện quá trình hàn: sử dụng Robot thực hiện quá trình hàn, đa phần tập trung trong ngành sản xuất ô tô, áp dụng hàn dây để hàn khung xe.
- Robot thực hiện quá trình lắp ráp: lắp ráp các động cơ hiệu suất cao hoặc khung gầm ô tô, máy bay, hàng chục bộ phận khác nhau phải được lắp ráp trong thời gian ngắn với chất lượng hoàn hảo.
Bên cạnh đó, robot công nghiệp còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác như trong môi trường độc hại, ngành nông nghiệp và ngành thực phẩm.
3.2 Giới thiệu robot trong mô hình 3.2.1 Yêu cầu về hoạt động
Với đề tài được chọn là robot gắp vật 3 bậc tự do, nhiệm vụ của robot là gắp một sản phẩm được định trước, trong nội dung đề tài robot sẽ thực hiện công việc gắp vật và đưa về vị trí theo yêu cầu. Như vậy ta có chu trình làm việc của robot như sau: sau khi nhận được tín hiệu bắt đầu hoạt động ( có khay đựng sản phẩm tới ), robot sẽ gắp vật bỏ vào vị trí định trước cứ như vậy chu trình được lặp đi lặp lại
Để gắp được 1 vật robot phải thực hiện các chuyển động sau: bao gồm chuyển động xoay thân tới phía có vật, gập thân tiếp cận vật cần gắp, kẹp vật, nâng thân lên, xoay về vị trí khay, gập thân xuống và thả vật vào trong khay chứa.
3.2.1.1.Phần cơ khí
Robot với cấu hình 4 bậc tự do , bao gồm : khớp đầu tiên là khớp xoay giúp cánh tay xoay sang hai bên, tiếp đó là 2 khớp xoay giúp cánh tay gập lên xuống để nâng hạ vật và tay kẹp dùng để gắp vật. Để đáp ứng được các yêu cầu trên em lựa chọn các thông số kĩ thuật cho cánh tay như sau :
-Tay gắp : gắp vật có hình khối , trọng lượng tối đa 30-50(g) , cần mở được 1 góc ~90 độ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
-Khớp khủy cần độ mở được 1 góc ~ 90 độ -Đĩa xoay cần xoay được 1 góc ~ 180 độ -Kích thước
+Bề rộng cánh tay robot 90mm +Chiều cao tổng của robot 330mm
3.2.1.2.Phần động lực
- Cánh tay robot phải được điều khiển một cách chính xác nên ta chọn động cơ sevor để điều khiển các khớp vì chi phí giá thành thấp , cấu tạo nhỏ gọn có độ chính xác phù hợp với việc chế tạo mô hình .Trong mô hình sử dụng 2 loại động cơ chính
-Để cánh tay có thể gắp được vật thì mô hình cần có cảm biến để phát hiện vật và gửi tín hiệu về mạch trung tâm nên chọn cảm biến biến hồng ngoại
-Để cánh tay có thể làm việc theo yêu cầu và có thể lập lại chu trình liên tục chọn sử dụng arduino để lập trình cho cánh tay
3.2.1.3.Chức năng hoạt động của robot
- Tự động theo chương trình ( auto mode )
- Các kiểu nội suy : Điểm , đường thẳng , đường thẳng rích rắc , đường cong kín
3.2.2 Phân tích hoạt động
- Ở trong mô hình thiết kế. Băng tải sẽ nhận nhiệm vụ đưa các vật đến vị trí xác định để cánh tay robot thực hiện nhiệm vụ gắp các vật vào vị trí xác định trước.
khớp 3 ( mâm xoay ) có tác dụng di chuyển toàn bộ cánh tay 1 góc xác định để thực hiện việc gắp các vật trên băng tải.
Khớp 2(2 khớp khủy) có tác dụng di chuyển tay gắp đến vị trí cần gắp. Khớp 1 (tay gắp ) có tác dụng gắp các vật và đưa đến vị trí xác định trước.
28
3.2.3 Thiết kế về kiểu dáng