ROBOT HAI BÁNH KẾT HỢP TAY MÁY
3.1 Tóm tắt về triển khai ứng dụng luật điều khiển phân tán cho robot hàn kết hợp giữa thân robot hai bánh và tay máy Scara mang súng hàn.
Nhận thấy trong quá trình hàn, điểm hàn di chuyển rất chậm dọc theo mối hàn trung bình trong khoảng 4~7,5mm/s, do đó ý tưởng áp dụng luật điều khiển phân tán cho robot hàn kết hợp được thực hiện trong chương này, việc triển khai và ứng dụng luật điều khiển phân tán cho điều khiển súng hàn của hệ thống robot 2 bánh kết hợp với tay máy Scara 3 link trong hình 3.1 được dựa trên ý tưởng như sau: luật điều khiển cho tay máy Scara và luật điều khiển cho thân robot hai bánh được thiết kế độc lập và dựa trên các điều kiện “bắt tay” giữa hai hệ thống độc lập này nhằm đạt được mục đích của hệ thống robot hàn kết hợp.
Luật điều khiển thứ 1 cho tay máy Scara được thiết kế với ý tưởng như sau: Dựa trên thông tin điểm gốc của tay máy được di chuyển do hai bánh xe chủ động của thân robot hai bánh (vì gốc của tay máy gắn trên thân robot hai bánh) và thông tin nhận được sai số của “điểm điều khiển của súng hàn” và “điểm tham chiếu” thu được từ cảm biến (tourch sensor) gắn trên đầu cuối của link 3 của tay máy Scara, một luật điều khiển được thiết lập cho tay máy Scara để vị trí của “điểm điều khiển của súng hàn hay còn gọi là điểm làm việc” này luôn tiếp xúc với đường hàn với góc hàn và vận tốc dài dọc theo mối hàn luôn là hằng số trong suốt quá trình hàn.
Luật điều khiển thứ 2 cho thân robot hai bánh được thiết kế luật điều khiển cho hai bánh chủ động của thân robot di chuyển sao cho kết hợp với tay máy để đưa điểm gốc của tay máy về vị trí mà tay máy có độ dự trữ nhiều nhất hay còn gọi là “tư thế thoải mái nhất” cho tay máy. Nhờ vào hai luật điều khiển này phối hợp với nhau mà robot hàn có khả năng hàn trên đường hàn dài.
Tính hội tụ của từng bộ điều khiển đã được chứng minh dựa trên tiêu chuẩn hội tụ Lyapunov, và khả năng phối hợp giữa hai luật điều khiển được kiểm chứng thông qua mô phỏng trên máy tính bằng phần mềm Matlab để thử nghiệm tính hội tụ của robot hàn nói trên. Cuối cùng luật điều khiển được triển khai tính hội tụ trên mô hình robot thân 2 bánh kế hợp tay máy Scara có kích thước dài x rộng x cao (270mm x 270mm cao 70mm tầm với của Scar robot là 350mm) điều khiển trên nền vi xử lý PIC18F cho thấy kết quả mô phỏng và thực nghiệm và lý thuyết theo đúng mục tiêu đặt ra, việc này cho thấy tính đúng đắn và khả thi của bộ điều khiển này.
(1) Tay máy Scara mang súng hàn và hệ thống cảm biến tourch sensor (2) Súng hàn; (3) và (4) động cơ điều khiển thân robot 2 bánh
(5) điểm hàn hay còn gọi là điểm làm việc
Hình 3.1. Hình chiếu cạnh và đứng của mô hình robot hàn kết hợp giữa robot hai bánh và tay máy Scara sử dụng cho việc triển khai luật điều khiển