Robot khớp bản lề cố định (Stationary articulated robot)
Robot thƣờng đƣợc sử dụng trong việc xếp hoặc dỡ hàng từ pallet. Ba chuyển động đầu tiên của robot đều là các khớp quay, trong đó trục thứ nhất vuông góc với hai trục kia. Vùng làm việc của tay máy gần giống một phần khối
4000 50 50 300 4000 3800 3450 Vị trí xuất bình gas Vị trí nhập bình gas
Băng tải xuất sp Băng tải nhập sp
Vùng lưu trữ bình gas Vùng đặt robot
cầu. Robot có thể đƣợc gắn cố định trên sàn, trần hoặc lắp trên đƣờng ray để tăng độ linh hoạt.
Hình 2. 4 Robot khớp bản lề do hãng Kuka sản xuất
Ƣu điểm: Robot có thao tác linh hoạt, vùng làm việc tƣơng đối lớn so với kích cỡ của robot. Kết cấu gọn, lắp đặt đơn giản hơn gantry robot. Tính cơ động cao có thể thay đổi nơi làm việc dễ dàng.
Khuyết điểm: Tính toán động học phức tạp, cấu trúc trở nên không cứng vững khi robot đạt tầm với lớn nhất.
Robot tọa độ vuông góc (Gantry robot)
Hình 2. 5 Robot tọa độ vuông góc (Gantry robot) của hãng Elettric80 Ba chuyển động đầu tiên của robot đều là các khớp trƣợt, chuyển động tịnh tiến dọc theo các trục X, Y, Z. Vùng làm việc của tay máy có dạng hình hộp chữ nhật.
Ƣu điểm: Mô hình động học đơn giản, kết cấu cứng vững. Lập trình đơn giản. Khả năng xác định vị trí khi gắp và đặt vật chính xác hơn các loại robot khác.
Khuyết điểm: So với robot khớp bản lề, robot tọa độ vuông góc có những khuyết điểm sau:
Vùng làm việc tƣơng đối nhỏ so với kích cỡ robot.
Kết cấu cồng kềnh (bao gồm khung, giá đỡ, …) chiếm nhiều diện tích.
Yêu cầu chiều cao nơi lắp đặt phải lớn.
Bảo trì khó khăn và tốn nhiều thời gian hơn.
Tốc độ thực hiện một tác vụ không cao.
Thao tác không linh hoạt.
Nhận xét: Dựa vào những phân tích ở trên ta nhận thấy robot khớp bản lề cố định có những đặc điểm đáng chú ý sau: kết cấu gọn, lắp đặt đơn giản, thao tác linh hoạt. Những đặc điểm này rất phù hợp với diện tích nhà kho nhỏ 4m x 4m x 3m. Mặt khác, hình thức của robot còn là một công cụ quảng cáo hữu hiệu.
Một số dạng robot khớp bản lề hiện có trên thị trƣờng có kết cầu phù hợp với việc vận chuyển và sắp xếp bình gas. Thể hiện ở phụ lục 1
Sau khi khảo sát các dạng robot công nghiệp để vận chuyển hàng hóa trong nhà kho, tác giả đề xuất sử dụng robot công nghiệp IRB 460 của hãng ABB.
Bảng 2. 2 Thông số kỹ thuật
Robot IRB 460 – hãng ABB
Số trục 4 Khả năng tải 110 kg Tầm với lớn nhất 2400 m Chiều cao 1800 mm Trọng lƣợng 925 kg Khả năng lặp lại vị trí 0,1 mm Ứng dụng: chuyên dùng để vận chuyển
vật liệu, xếp chồng hàng hóa lên pallet. Hình 2. 6 Robot công nghiệp IRB 460
Nhận xét:
Độ cơ động của cơ cấu chính là số bậc tự do của cơ cấu. Khi độ cơ động của cơ cấu càng cao thì số bậc tự do càng tăng. Môi trường làm việc trong vận chuyển và sắp xếp hàng hóa không có nhiều chướng ngại so với công việc sơn và hàn cho nên kết cấu robot chỉ cần 3 đến 4 bậc tự do là thỏa mãn yêu cầu công việc. Số bậc tự do ít sẽ làm cho kết cấu tay máy đơn giản hơn cũng như giá thành sẽ giảm, đồng thời giúp cho việc điều khiển dễ dàng hơn.
Tác giả chọn mẫu robot IRB 460 của hãng ABB để tham khảo thiết kế vì chúng có những đặc điểm phù hợp với yêu cầu thiết kế như: 4 bậc tự do, sử dụng cơ cấu hình bình hành để cho vật cần vận chuyển luôn vuông góc với sàn, trọng lượng mang vật và tầm với lớn.