VỚI VẬN TỐC KHÔNG ĐỔ
5.1Nguyên lý hoạt động của hệ thống.
Hệ thống robot hai bánh kết hợp tay máy ứng dụng trong công nghiệp hàn được thực nghiệm thử nghiệm qua mô hình tại phòng thực nghiệm của Trường cao Đẳng Nghề Tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu với kích thước robot hai bánh (300mm dài x300mm rộng x 100mm cao) và kích thước tay máy Scara với 3 link 3 khớp (có kích thước 180mm + 120mm + 80mm) bằng nhôm được thực hiện như hình 5.1 dưới.
Hình 5.2. Đường cong thực nghiệm cho robot hai bánh kết hợp tay máy bám theo. Đường cong hàn mô phỏng được trình bày trong hình 5.2 với mục đích đường hành sẽ nằm dưới mặt đất giáp mối giữa tấm sắt nằm ngang và tấm sắt đứng với giả dụ tấm sắt đứng luôn luôn vuông góc với tấm sắt nằm ngang do đó ta sẽ có thể dời điểm hàn (hay còn gọi điểm làm việc) trùng với điểm E như đã trình bày ở các chương trước được thể hiện trong hình 5.3.
Hình 5.3. Nếu vách vuông góc thì điểm hàn của robot (5) có thể xem trùng với điểm E gắn cứng vào link cuối của tay máy như trong hình chiếu đứng và chiếu bằng.
Như trình bày trong hình 5.3 nếu tay máy mang súng hàn thì điểm làm việc của súng hàn có đặc tính và điều kiện giống như điểm E của tay máy do đó để điều khiển điểm làm việc của súng hàn bám theo đường hàn tham chiếu thì ta điều khiển điểm E bám theo điểm R.
Để xác định vectơ sai số [e1, e2, e3]T cho hệ thống đã được ứng dụng để thiết kế luật điều khiển ở chương 3 thì sai số này đưa về dạng tương đối và trong phần thực nhiệm này cảm biến “tourch” được đề xuất để xác định vectơ sai số trên như
được trình bày trong hình 5.4, cảm biến “tourch” gồm cơ cấu có 2 con lăn được đặt ở vị trí O2 và O3 hai con lăn này tựa vào đường cong và tiếp xúc với đường cong
hàn. Một cảm biến xoay được thiết kế đặt trùng với tâm O1 để xác định góc xoay và
một cảm biến trượt được đặt trùng với phương O1E để dựa trên những dữ liệu này ta
có thể nội suy ra giá trị của vectơ [e1, e2, e3]T theo (5.1).
( ) 1 3 2 3 3 1 3, 1 sin cos / 2 s s s e r e e d r e e o o o E π = − = + = ∠ − (5.1)
Hình 5.4. Cảm biến Tourch để xác định vec tơ sai số e1,2,3. với:
• E(xE, yE): là điểm (Endeffector) khi vetơ sai số e 0 thì điểm E này trùng với điểm R(xR, yR). Điểm E được xác định cứng trên robot (vì súng hàn gắn cứng vào tay máy nên điểm E coi như fixed trên đoạn link cuối của tay máy).
Nhờ có thanh trượt mà điểm E có thể trượt theo phương EO1 và có thể mang
điểm E vượt qua bên phía kia của điểm O1 để tiến tới điểm R.
• R(xR, yR): là điểm tham chiếu (mà điểm E của robot cần tiếp cận tới) • O2 và O3 là tâm của hai con lăn.
• O1 là trung điểm của O2 và O3 . • rs là bán kính của con lăn.
• ds là chiều dài thanh trượt được đo bởi biến trở tuyến tính. • e3 là góc được đo bởi biến trở quay.
Nếu quỹ đạo là một đường cong, khoảng cách O2O3 là 1 khoảng đủ nhỏ, bán
kính quỹ đạo đủ lớn thì công thức trên được xem như đúng trong trường hợp này.