Độ chính xác lặp lại là khả năng giữ nguyên vị trí của Robot khi nó được đặt lệnh trước hay được dạy trước. Độ chính xác lặp lại bị ảnh hưởng bởi độ phân giải và các thành phần không chính xác. Độ chính xác lặp lại sẽ còn tồn tại trong tương lai gần và ngay cả trong tương lai xa. Độ chính xác lặp lại dài (long term repeatability) liên quan đến các ứng dụng của Robot, khi yêu cầu thực hiện một nhiệm vụ lặp đi lặp lại trong cỡ vài tháng. Sau một thời gian hoạt động thì nó sẽ bị mòn và làm giảm tuổi thọ nên độ chính xác lặp lại cũng phải được xem xét. Trong một vài ứng dụng, Robot thường xuyên được lập trình lại cho mục đích mới thì chí có độ chính xác lặp lại ngắn hạn (short term) là quan trọng. Hầu hết, độ chính xác lặp lại ngắn hạn bị ảnh hưởng đo sự thay đổi của nhiệt độ khi hoạt động và do sự thay đổi môi trường, như là sự thay đổi khi tắt hoặc bật Robot. Yếu tố ảnh hưởng tới cả độ chính xác lặp lại ngấn hạn và dài hạn là độ trôi.
Đê’ có được độ chính xác lặp lại tốt thì các máy tính cần thiết phải ghi lại vị trí của công cụ hơn là vị trí của các khớp do ba yếu tố sau:
]. Biến đổi vị trí các khớp nối sang vị trí công cụ và lưu chúng (thỉnh thoảng còn gọi là back solution - hạ sách).
2. Có thể tìm vị trí công cụ theo cách hữu dụng như : translating(dịch), rotating
(xoay trục toạ độ), scaling (xác định tỷ xích)
3. Biến đổi vị trí công cụ dịch đến vị trí khớp đặt trước (thính thoảng gọi là giải
pháp ARM solution).
Phương trình động học được sử dụng trong giải pháp ARM (arm solution) và giải pháp hạ sách (back solution) phải rất chính xác khi thiết kế tay máy. Độ chính xác của phép tính này phụ thuộc vào độ chính xác của các giá trị sau (các thông số của khớp nối): (1): Joint extention (độ mở rộng), rotation(quay). (2): Độ dài kết nối. (3): Khoảng cách giữa các trục (khớp) liên tiếp. (4): Góc giữa các trục (khớp) kế tiếp.
Độ chính xác lặp lại của tay máy được xác định như sau :
Chuyển động của tay máy được điều khiển bằng chính hệ điều khiển của nó từ điểm chuẩn ban đầu tới điểm thứ hai (các điểm này tương ứng với tâm của bộ chấp hành). Khoảng cách thực sự giữa tâm của bộ chấp hành tới điểm chuẩn thứ 2 sẽ được ghi lại. Giá trị này được ký hiệu là ô. Thí nghiệm được lặp lại một số lần và giá trị lớn nhất (ômax) chính là độ rung của tay máy, nó thường được viết là (±ômax). Một điều rõ ràng rằng, kết quả của việc kiểm tra này chỉ được sử dụng để phỏng đoán độ chính xác có thể nhận được.
Bảng 2-1 đưa ra một số dữ liệu về khả năng tải và độ lặp lại của Robot
Khả năng tải Độ lặp lại ±
Pounds kilograms Inches Milimeters
5 2 , 2 0,004 0 , 1 0 14 6 0,004 0 , 1 0 2 2 1 0 0,008 0 , 2 0 35 16 0 , 0 0 1 0,03 6 6 30 0 , 0 0 2 0,05 1 1 0 50 0 , 0 2 0 0,50 132 60 0 , 0 2 0 0,50 150 6 8 0 , 0 1 0 0,25 176 80 0 , 0 2 0 0,50 2 0 0 90 0 , 0 1 0 0,25 264 1 2 0 0,040 1 , 0 0
Độ chính xác lặp lại nằm trong khoảng từ vài phần trăm inch đối với các Robot đơn giản đến vài phần nghìn inch đối với các Robot chính xác. Robot này thường được dùng để kiểm tra mạch in.
Hình 2-7 minh hoạ độ chính xác tuyệt đối và độ chính xác lặp lại của Robot
Hình 2-7. Một minh hoạ về độ chính xác tuyệt đối và độ chính xác lặp lại. 2.2.6. Độ m ềm dẻo
Độ mềm dẻo là khả năng lệch hàng của các bộ phận (tolerate misalignment of mating parts). Nó ngăn chặn các bộ phận bị tắc nghẽn (jamming), bị bửa ra, hoặc bị hỏng, do đó, nó là yếu tố cần thiết để lắp ráp các bộ phận sao cho khít nhau. Lực tác dụng có thể là phản lực (momen xoắn), nó có thể xuất hiện khi tay máy ấn (xoắn) dụng cụ ngược chiều với vật thể hoặc nó có thể là kết quả của đáp ứng vật thể khi ấn (xoắn) dụng cụ. Độ mềm dẻo cao có nghĩa là công cụ chuyển động trong đáp ứng với lực nhỏ, khi đó tay máy được gọi là bị xốp hay có đàn hồi. Nếu chuyển động nhỏ thì độ mềm dẻo thấp khi đó tay máy bị gọi là cứng.
Đo độ mềm dẻo là một công việc phức tạp. Một cách lý tưởng, có thể tìm được trong mối quan hệ giữa nhiễu và sự dịch chuyển theo đường thẳng (dịch chuyển hoặc quay tỉ lệ với lực hay mômen xoay); đẳng hướng (độc lập với hướng của lực); chéo nhau (dịch chuyển hoặc quay chỉ xuất hiện trong cùng một hướng của lực hay mômen); không đổi theo thời gian; độc lập với vị trí, định hướng, tốc độ của công cụ.
Trong thực tế, độ mềm dẻo của tay máy không phải như trên. Nó là phi tuyến, là đại lượng tenxơ không đẳng hướng biến đổi theo thời gian và dáng điệu cũng như
chuyển động của tay máy. Nó là một tenxơ VI lực trong một hướng có thể đưa đến sự
dịch chuyển theo hướng khác, thậm chí có thể gây ra chuyển động quay. Mômen quay có thể dẫn đến quay trên bất cứ trục nào và dịch chuyển theo bất cứ hướng nào.
Ma trận 6x6 là một ví dụ tiêu biểu cho tenxơ mềm dẻo. Thời gian cũng làm độ mềm
dẻo thay đổi, do sự thay đổi nhiệt độ, độ nhớt của dòng nước (viscosity in hydraulic fluid). Do đó, độ mềm dẻo là hàm của tần số, của lực hay mômen. Một tay máy có thể rất mềm dẻo tại tần số 2 Hz nhưng lại rất cứng ở đáp ứng chậm hơn.
Độ mềm dẻo có thể gây ra trễ. Ví dụ, servo trong thiết kế của tay mắy thuỷ lực sẽ tắt khi tay máy ngừng chuyển động. Trong điều kiện này, tất cả các van của servo đều được đóng lại, và độ mềm dẻo là giá trị được xác định bởi thể tích bẫy dòng nước không nén được trong ống thuỷ lực và sự đàn hồi của ống. Tuy nhiên, nếu có một lực bên ngoài tác động vào dụng cụ sẽ làm dịch chuyển bất kỳ một khớp nào ra xa hơn khoảng cách mà chúng được yêu cầu, sau đó servo của tất cả các khớp sẽ hoạt động trở lại. Độ mềm dẻo làm thay đổi hoàn toàn giá trị (có lẽ bị cứng trong một vài giác quan).
Cả hai tay máy điện và thuỷ lực đều có đặc tính mềm dẻo phức tạp. Trong tay máy điện, motor được nối với khớp nhờ bộ ghép cơ học. Ma sát và ma sát trượt trong bộ ghép và bản thân motor có thể tác động trở lại phép đo trên đỉnh công cụ.
Hầu hết các tay máy hoạt động như một vòng mở, chúng di chuyển mò mẫm khổng quan tâm tới vị trí thực của vật trong môi trường. Trong trường hợp này, ưu điểm của nó là không còn độ mềm dẻo xung quanh vật thể nữa bởi vì nếu nối với vật thể thì sẽ gây ra dao động tần số cao, nó có thể được lọc đi mà không làm suy biến toàn bộ đáp ứng. Bộ lọc không cần phải quá lưu tâm vì các van servo và bộ phát động thông thường sử dụng băng tần thấp (l-2Hz).
Sensor xúc giác đo lực tác dụng và được sử dụng trên dụng cụ, nó cho phép tay máy tìm hoặc định vị vật thể. Tuy nhiên, các dao động có thể xuất hiện trong chu trình điều khiển phản lực nếu độ mềm dẻo tại điếm đó của senser quá thấp (cứng). Do đó, cần phải xem xét đặc tính thiết kế servo để đoán trước xem liệu nó có cung cấp độ mềm dẻo cần thiết cho mục tiêu đặc biệt hay không.