T r a n g 25 | 108
khí của robot. Thuật ngữ quỹ đạo chuyển động hay gọi tắt là quỹ đạo gồm đồ thị hình dáng đường dịch chuyển và thời gian thực hiện chuyển động đó như vận tốc, gia tốc. Vì vậy bài tốn thiết kế quỹ đạo liên quan đến các vấn đề động học và động lực học.
Các yếu tố đầu vào của bài toán bao gồm đường dịch chuyển và các điều kiện ràng buộc về động học và động lực học.
Các yếu tố đầu ra là quỹ đạo của phần cơng tác. Nói chung, mơ tả chính xác đường dịch chuyển là rất khó khăn. Người ta giảm bớt các tham số bằng cách quy định các điểm biên của vùng hoạt động, thêm các điểm trung gian mà đường phải đi qua, sau đó xấp xỉ (nội suy) bằng các đường đơn giản. tương tự như vậy, yếu tố thời gian của quỹ đạo không thể xác định cho từng điểm mà thường quy định cho cả đoạn đường. Chúng cũng thường được quy định bằng các giá trị giới hạn như vận tốc cho phép, hay gia tốc cho phép, hoặc gán bằng các giá trị mặc định. Thuật toán thiết kế quỹ đạo trong khơng gian khớp u cầu:
Khơng địi hỏi tính tốn q nhiều.
Vị trí, vận tốc, có thể cả gia tốc của các khớp phải được biểu diễn bằng các hàm liên tục;
Giảm thiểu các hiệu ứng bất lợi, ví dụ quỹ đạo khơng trơn. Dạng đơn giản của quỹ đạo là chuyển động điểm điểm, nếu thêm các điểm trung gian thì quỹ đạo có dạng chuyển động theo đường.
Chuyển động điểm điểm:
Sử dụng cho một số loại robot như robot hàn điểm, tán đinh, xếp dỡ vật liệu, trong dạng chuyển động này, người ta chỉ quan tâm đến các tọa độ điểm đầu, điểm cuối của đường dịch chuyển và thời gian chuyển động giữa các điểm đó chứ khơng quan tâm đến dạng hình học của đường dịch chuyển.
Chuyển động theo đường:
Trong nhiều hoạt động như hàn hồ quang, sơn, xếp dỡ vật liệu trong không gian có nhiều chướng ngại vật, robot cần được điều khiển theo đường. Khi đó số lượng
T r a n g 26 | 108
điểm của mỗi đường lớn hơn hai. Đó có thể khơng chỉ là điểm phải đi qua đơn thuần mà tại đó có thể phải khống chế cả vận tốc và gia tốc để đáp ứng yêu cầu công nghệ. Các điểm như vậy gọi là các điểm chốt, số lượng điểm này nhiều hay ít tùy thuộc yêu cầu độ chính xác của quỹ đạo.
T r a n g 27 | 108
CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
Sau khi đã có u cầu bài tốn cụ thể được đặt ra ở chương 1, bước tiếp theo, ở chương 2 tiến hành phân tích, lựa chọn kết cấu tay máy, bộ phận công tác và cơ cấu tác động phù hợp, đáp ứng tốt yêu cầu chuyển đồ từ vị trí ban đầu sang điểm khác.
2.1. Yêu cầu của việc gắp và sắp xếp sản phẩm:
Để lựa chọn được kết cấu tay máy cho phù hợp, trước hết cần phải biết được yêu cầu của việc gắp và sắp xếp sản phẩm. Ngày nay trong các dây chuyền sản xuất, sản phẩm thường được đóng gói trong các hộp giấy để tiện cho quá trình lưu trữ và vận chuyển. Trong quá trình sắp xếp vận chuyển cần đảm bảo sao cho sản phẩm bên trong hộp không bị rung lắc, hoặc nghiêng gây đè nén, ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng của sản phẩm. Ngoài ra khi sắp xếp sản phẩm lên pallet, nếu hộp chứa sản phẩm bị nghiêng sẽ dễ dàng gây ra va chạm giữa góc hộp với pallet, gây móp hộp hoặc va chạm giữa sản phẩm đang gắp với các sản phẩm khác đã được sắp xếp trên pallet, gây mất vị trí giữa các sản phẩm. Do đó u cầu đặt ra là trục của bộ phận công tác phải ln vng góc với mặt phẳng ngang và quá trình gắp nhả sản phẩm phải diễn ra đều đặn tránh tình trạng rung lắc mạnh.
2.2. Lựa chọn cơ cấu tay máy:
Hiện tại có một số cơ cấu tay máy phù hợp với yêu cầu gắp và sắp xếp sản phẩm được nêu ra.
2.2.1. Cơ cấu tay máy 1
Cơ cấu tay máy 1 là cơ cấu tay máy Scara, một trong những tay máy phổ biến trong cơng nghiệp. Tay máy có cấu tạo gồm 3 khớp xoay và một khớp tịnh tiến có trục song song với nhau giúp bộ phận công tác của tay máy có khả năng di chuyển tốt trong khơng gian vùng làm việc. Các khớp xoay hoạt động nhờ động cơ điện có
T r a n g 28 | 108
cơ cấu phản hồi. Khớp tịnh tiến hoạt động nhờ xi lanh khí nén, trục vít hoặc thanh răng.
❖ Ưu điểm:
Trục của bộ phận cơng tác ln vng góc với mặt phẳng ngang, phù hợp trong việc gắp và sắp xếp sản phẩm.
Cơ cấu và chuyển động của tay máy đơn giản.
❖ Khuyết điểm:
Khả năng mang tải của tay máy nhỏ hơn so với các loại tay máy khác. Không gian làm việc của tay máy bị hạn chế theo phương thẳng đứng.
Tay máy chiếm nhiều diện tích hơn so với các loại tay máy khác, do đó gặp khó khăn trong các không gian làm việc chật hẹp.
2.2.2. Cơ cấu tay máy 2
Nhận thấy nhu cầu cấp thiết trong việc gắp và sắp xếp sản phẩm, các hãng sản xuất tay máy công nghiệp lớn trên thế giới như ABB và Kuka đã cho ra đời dịng tay máy “Palletizing robot” chun dụng. Trong hình 24 và 25là hai trong số các tay máy thuộc dịng này. Tay máy 2 trong hình 24 có cấu tạo gồm 5 khớp xoay. Trong đó