3.3.1. Động cơ
3.3.1.2. Động cơ một chiều dẫn động trục chính (DC motor)
Động cơ điện một chiều (hay gọi là động cơ DC) là thiết bị chuyển đổi
năng lượng của dòng điện một chiều thành cơ năng. Tức, khi bạn cung cấp dòng điện một chiều thì trục động cơ sẽ quay, sự quay này tạo ra mô-men làm quay các khớp của tay robot (khớp này gắn với động cơ DC), hoặc làm xe điện chuyển động (trục của bánh xe điện được gắn với động cơ DC). Động cơ điện một chiều được sử dụng rộng rãi trong các máy móc dân dụng (máy đo huyết áp, máy mát xa mini,...) cũng như các hệ thống công nghiệp (cánh tay robot, băng tải,..). Có thể điều khiển tốc độ và chiều quay của động cơ với sự hỗ trợ của các mạch điện tử cùng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM).
Ưu điểm :
- Mô men khởi động lớn, dễ điều khiển tốc độ và chiều, giá thành rẻ .
Nhược điểm:
- Dải tốc độ điều khiển hẹp .
- Phải có nguồn riêng.
Kết luận :
Trong đề tài chúng ta sử dụng động cơ dẫn động trục chính là động cơ
Điện áp làm việc : 12VDC Dòng điện khởi động : 2.2 A Tốc độ cực đại : 2800 vòng/phút Khối lượng : 0,9Kg
Hộp giảm tốc động cơ một chiều
3.3.1.3. Động cơ một chiều dẫn động theo tọa độ(DC motor)
Động cơ một chiều
Kết luận :
Ta chọn động cơ một chiều vì :
-Toàn khớp sơ cấp (tiếp xúc mặt) nên truyền được lực rất lớn, kích thước nhỏ gọn.
máy làm bánh răng.
- Không gây ồn vì không có va đập ra vào khớp như bánh răng, xích.
3.3.2. Trục vít- Đai ốc
Ưu điểm :
- Giá thành rẻ, dễ chế tạo . Nhược điểm :
- Ứng suất tiếp xúc lớn, ma sát lớn, hiệu suất thấp . - Khó loại trừ được khe hở giữa vit me và đai ốc
Truyền động vít- đai ốc được dùng để biến chuyển động quay thành chuyển
động tịnh tiến nhờ cơ cấu vít trượt hoặc cơ cấu vít lăn. Truyền động vít – đai ốc được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kĩ thuật khác nhau: các dụng cụ chính xác, các thiết bị tải nặng của cơ cấu ép, cần trục… nhờ chuyển chính xác, tuy nhiên tổn thất về ma sát trong ren lớn, hiệu suất thấp, nguy hiểm về mòn tăng. Chọn sơ đồ động của truyền động vít- đai ốc dựa vào yêu cầu sử dụng và bố trí kết cấu: vít quay, đai ốc tịnh tiến( vít chạy dao trong máy tiện), vít vừa quay vừa tịnh tiến, đai ốc cố định ( vít trong các máy ep)…Tùy theo ma sát trên ren người ta phân ra truyền động vít- đai ốc ma sát trượt gọi tắt là truyền động trượt và truyền động vít- đai ốc ma sát lăn gọi tắt là truyền động lăn.
Kết luân: Chúng em tính toán và đưa ra phương án chọn vít me :
R14- 8B1-FSW- 439 - 471- 0.008 ( L1=489 ; L2=504 ; L3=571) Có đường kính trục ren d=14mm, bước ren p=0.8mm.
3.3.2.1. Chọn vật liệu vít và đai ốc
Dựa vào công dụng của bộ truyền, điều kiện làm việc và phương pháp gia công ren để chọn vật liệu vít và đai ốc.
Vít không nhiệt luyện chế tạo từ thép 45,50… Trường hợp dùng vít nhiệt luyện thường sử dụng thép tôi 65Mn, 49Cr, 40CrMn…. Hoặc thép thấm nitơ như thép 18CrMnTi… Thép thấm nitơ có độ chịu mòn cao và ít bị biến dạng khi nhiệt luyện. Để giảm ma sát và mòn ren, đai ốc được chế tạo từ các loại đồng thanh như đồng thanh thiếc, đồng thanh thiếc – chì – kẽm và đồng thanh nhôm – sắt hoặc gang giảm ma sát. Để giảm chi phí đồng, thường dùng đai ốc bằng hai kim loại.
3.3.2.2. Tính thiết kế
* Đường kính trung bình của ren được tính theo công thức :
≥ =14 mm
Trong đó
: Lực dọc trục (N) =0.923 N Với:
= : Hệ số chiều cao đai ốc H: Chiều cao đai ốc H=10 mm
= : Hệ số chiều cao ren, mm h: Chiều cao làm việc của ren h=1.5mm p= 0.8 mm (Bước ren )
= 0,75 đối với ren răng cưa
[q]: áp suất cho phép, chọn như sau, phụ thuộc vật liệu vít và đai ốc Đối với thép C45 [q]= 5…6 Mpa
3.3.3. Đế Robot
Dựa vào điều kiện của đề tài và chúng ta đã chọn động cơ trục chính gia
công, động cơ điều khiển tọa độ, trục vít me – đai ốc bi đã có bán sẵn trên thị trường . Vì vậy chúng ta có thể thiết kế được hình dạng của thân máy sao cho phù họp với điều kiện làm việc và công dụng của nó một cách phù hợp nhất. Thân robot được làm bằng gang xám được sử dụng trong thiết kế thân máy cho
các máy móc nhằm đảm bảo độ cứng vững cho Robot cũng như giảm được độ dung của Robot khi làm việc. Chúng tôi chế tạo thân máy của Robot như hình vẽ :
3.3.4. Giá đỡ trục trước, sau
Robot khắc chữ hai bậc tự do làm việc trọng hệ tọa độ Oxy nhờ hai động cơ servo hai đầu điều khiển tọa độ trọng hệ tọa độ trong miền làm việ của mình.Vì vậy ta lựa chọn chế tạo giá đỡ cho trục vit me đai ốc bi và trục dẫn hướng sao cho phù hợp có định trục vit đảm bảo độ cứng vững khi lắp đặt, gia công. Ta chế tao chúng theo như sau :
Giá đỡ trục trước và sau
Trục vít me đai ốc bi được chọn sẵn không phải chế tạo. Trục vít me có
đai ốc bi đi cùng do nhà sản xuất chế tạo ra. Để kết nối được đai ốc đi với động cơ để tạo lên tọa độ gia công chúng ta cần chế tạo một cái đai bắt đai ốc bi và tay máy Robot sao cho phù hợp với yêu cầu chế tạo khoảng không gian làm việc và dựa vào kết quả tính toán động học của Robot song song hai bậc tự do mà đề tài đưa ra. Chúng em thiết kế chúng như sau :
Bản lề gắn động cơ
Chúng ta phải cần thêm khớp để tạo lên khớp xoay cho Robot trong quá trình làm việc. Chúng ta lựa chọn khớp tối ưu nhất cho khớp sau là loại khớp bản lề. Để tạo liên kết xoay và di chuyển trong quá trình gia công chi tiết. Do yêu cầu gia công cũng như đảm bảo độ chính xác của sản phẩm khi gia công chúng ta cần chế tạo đai khớp xoay, lỗ trụ trong của khớp xoay chính xác với dung sai cho phép . Kích thước cụ thể chúng ta có thể xem trong bản vẽ chi tiết .
3.3.6. Tay máy Robot
Để tạo được biên dạng của chi tiết trong quá trình gia công sản phẩm và
khớp bản lề mà chúng ta chọn. Dựa váo quá trình tính toán động học của Robot và mô phỏng quá trình làm việc ta xác định chế tạo tay máy Rbot như sau và kích thước của tay máy thể hiện trong bản vẽ chi tiết .
Tay máy robot
Tay máy robot
3.3.7. Đai gá động cơ gia cộng
Trong khi gia công chi tiết chuyêng động trong quỹ đạo như vậy. Chúng
ta cần có đồ gá đặt động cơ đảm bảo nhất khi gia công và là thiết kế gá đặt động cơ đảm của chúng tôi. Xem cụ thể trong bản vẽ chi tiết.
Đai gá động cơ
Trên đây là các phần chính cấu tạo lên con Robot song song hai bậc tự do của chúng tôi. Cụ thể hơn về nó chúng ta xem bản vẽ chi tiết từng chi tiết và bản vẽ lắp ghép Robot của chúng tôi .
Sau đây là hình ảnh mô hình con Robot song song khắc chữ hai bậc tự do của chúng tôi sau khi đã hoàn thành lắp ghép :
Bu lông đai ốc trong Robot :