2.4. Sơ lược về PLC
PLC viết tắt của programmable logic controller, là thiết bị điều khiển lập trình được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật tốn điều khiển logic thơng qua một ngơn ngữ lập trình. Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm. PLC dùng để thay thế các mạch relay (rơ le) trong thực tế. PLC hoạt động theo phương thức quét các trạng thái trên đầu ra và đầu vào. Khi có sự thay đổi ở đầu vào thì đầu ra sẽ thay đổi theo. Ngơn ngữ lập trình của PLC có thể là Ladder hay State Logic. Hiện nay có nhiều hãng sản xuất ra PLC như Siemens, Allen-Bradley, Mitsubishi Electric, General Electric, Omron, Honeywell...
14
2.5. Sơ lược về động cơ Servo
Động cơ servo là loại động cơ được sử dụng trong các hệ thống điều khiển chuyển động để cung cấp một lực cơ học cụ thể trong khoảng thời gian nhất định. Để đạt được điều này, ta phải điều khiển vị trí, vận tốc và mơ men của động cơ servo theo yêu cầu cụ thể của ứng dụng.
Để hoạt động chuẩn xác, động cơ servo phải kết hợp với: Bộ điều khiển, bộ điều khiển động cơ (driver), bộ mã hóa xung vịng quay (encoder)– tạo phản hồi cho hoạt động của động cơ.
+ Bộ điều khiển – Thông thường là PLC hoặc bộ điều khiển chuyển động chuyên dụng sẽ chạy chương trình điều khiển để thực hiện đúng theo yêu cầu kỹ thuật của ứng dụng.
+ Bộ điều khiển động cơ – Thiết bị điện tử có chức năng cung cấp nguồn cho động cơ servo đúng lượng, đúng thời điểm để điều khiển vị trí, tốc độ và mơ men tương ứng với các đầu vào từ bộ điều khiển chuyển động, phản hồi từ bộ mã hóa xung vịng quay và từ bản thân động cơ servo.
+ Bộ mã hóa xung vịng quay – tạo phản hồi cho hoạt động của động cơ.
2.6. Sơ lược về vật liệu
Vật liệu xây dựng là bất kỳ vật liệu được sử dụng cho mục đích xây dựng. Nhiều chất hiện diện trong tự nhiên, chẳng hạn như đất sét, đá, cát, và gỗ đã được sử dụng để xây dựng các tịa nhà. Ngồi các vật liệu tự nhiên, nhiều sản phẩm nhân tạo được sử dụng, một số tổng hợp ít hoặc nhiều ví dụ như xi măng hoặc các vật liệu composite. Trong thực tế xi măng được sử dụng rộng rãi để làm vật liệu xây dựng do tính ưu việt của nó cũng như là khả năng chống chịu với thời tiết và các môi trường khắc nghiệt tốt. Tuy nhiên nếu trộn xi măng với cát sỏi đá mà không đúng theo tỉ lệ tiêu chuẩn sẽ dẫn đến tình trạng sau khi hồn thiện cơng trình thường xảy ra một số sự cố ngồi ý muốn như: bị nứt, rị nước, thấm dột … Thậm chí có những cơng trình sau khi xây xong do không đảm bảo yêu cầu nên không thể đưa vào sử dụng.
Chất lượng của các cơng trình phụ thuộc một phần lớn vào những ngun vật liệu sử dụng trong quá trình xây dựng. Xi măng khi pha trộn thành các vật liệu như vữa, bê tông là nguồn vật liệu không thể thiếu và quan trọng giúp gắn kết các bức tường nền nhà,
15
gắn kết cơng trình. Chất lượng của cơng trình được đảm bảo hay khơng đều nằm ở chất lượng của bê tông và vữa sau khi pha trộn với tỉ lệ hợp lí.
Tỉ lệ trộn xi măng cát đá = 1 xi măng + 4 cát + 6 đá Với cách trộn vữa thủ cơng thì ta cũng có cơng thức như sau:
Vữa mác 75 kG/cm²: 01 bao xi măng – 10 thùng cát. Vữa mác 100 kG/cm²: 01 bao xi măng – 08 thùng cát.
16
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ 3.1. Các phương án thiết kế truyền động cho robot 3.1. Các phương án thiết kế truyền động cho robot
Với mục đích của đề tài là phục vụ cho xây dựng như là: in 3D các kết cấu thô trong xây dựng, vận chuyển vật liệu, thiết bị, … vì vậy yêu đặt ra cho robot là phải đáp ứng được ít nhất 3 bậc tự do. Với u cầu đó thì hiện tại trên thị trường Việt Nam, có những dạng cấu hình robot như: cánh tay robot, cơ cấu CNC 3 trục. Nhằm mở rộng sự lựa chọn trên thị trường nhóm quyết định triển khai nghiên cứu một cấu hình robot dạng song song mới gọi tên là Cable robot. Đó chính là loại robot song song sử dụng cơ cấu mềm (sợi cáp, dây không giãn chịu lực) thay thế các cơ cấu cứng truyền thống. Với loại robot này người sử dụng có thể dễ dàng thay đổi không gian hoạt động như thu nhỏ hay mở rộng vùng hoạt động của đầu công tác mà khơng cần thay thế các kết cấu cơ khí như những robot cơ cấu cứng thường thầy trên thị trường. Đồng thời, robot có thể dễ dàng thay đổi kích thước của đầu cơng tác phục vụ cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau.
Theo các báo cáo nghiên cứu khoa học về Cable robot trên thế giới, để robot có thể điều khiển được ba bật tự do và khống chế ba bậc xoay thì phải cần ít nhất 3 dây và với mục đích phục vụ cho xây dựng cần một khoảng khơng lớn ở phía dưới vì vậy cấu hình dây phải mắc tồn bộ ở phía trên sao cho đầu cơng tác được treo lên cao để thực hiện các nhiệm vụ ở bên dưới.
3.1.1. Phương án 1
Cấu hình 3 dây được treo trên đỉnh trụ bằng ròng rọc xếp thành thành hình tam giác đều như hình 3.1.