Nghiên cứu, khảo sát các đặc tính làm việc của hệ thống chấp hành của robot công nghiệp

Nghiên cứu, khảo sát các đặc tính làm việc của hệ thống chấp hành của robot công nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

PHẠM THÀNH LONG

Tên luận án:

“NGHIÊN CỨU, KHẢO SÁT CÁC ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG CHẤP HÀNH CỦA ROBOT CÔNG NGHIỆP”

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

Mã số: 62.52.04.01

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Thái Nguyên 2009

Công trình được hoàn thành tại:

Trường ĐHKT Công nghiệp, Đại học Thái Nguyên

Người hướng dẫn khoa học:

1 PGS TS Trần Vệ Quốc

Phản biện 1: GS TS Nguyễn Xuân Lạc

Phản biện 2: TS Lê Văn Ngự

Phản biện 3: PGS TS Trần Quang Vinh

Luận án sẽ được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án cấp nhà nước họp tại: Phòng họp số 2, ĐHKT Công Nghiệp, ĐH Thái Nguyên

Vào hồi 8 giờ 00 ngày 18 tháng 10 năm 2009

Có thể tìm hiểu luận án tại các Thư viện:

Trường ĐHKT CN

Trung tâm học liệu Đại học Thái Nguyên

Thư viện Quốc gia

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÓ LIÊN QUAN

1 Phạm Thành Long, Trần Vệ Quốc (2004), “Điều khiển

Robot hàn khi gia công các quỹ đạo phức hợp”, Tạp chí

khoa học công nghệ các trường đại học kỹ thuật,

(48+49), Nxb Bách Khoa Hà Nội, tr 137-141

2 Phạm Thành Long, Hoàng Vị (2008), “Xác định các

biến trong điều khiển động học robot, Tạp chí khoa học

công nghệ các trường đại học kỹ thuật, (65), Nxb Bách

Khoa Hà Nội, tr 30-33

3 Phạm Thành Long, Hoàng Vị (2008), “Tự động hóa

chuẩn bị dữ liệu động học trong điều khiển robot”, Tạp

chí khoa học công nghệ các trường đại học kỹ thuật,

(68), Nxb Bách Khoa Hà Nội, tr 71-74

học ngược robot Đây là phương pháp có tính tổng quát cao dễ sử dụng và

đảm bảo được yêu cầu điều khiển thời gian thực với robot

3 Chỉ ra các dạng thức khác nhau của bài toán tối ưu trong trường hợp robot

không đủ 6 bậc tự do công tác Cần ưu tiên vị trí hoặc định hướng của

khâu chấp hành

4 So sánh lựa chọn phương pháp tối ưu hoá thích hợp với dạng hàm Banana

của bài toán, trên cơ sở những phương pháp có triển vọng cao do các tạp

chí toán học chuyên nghành tối ưu xếp hạng, đảm bảo tính ổn định và thời

gian giải bài toán ngắn nhất so với các phương pháp khác

5 Sử dụng hàm Solver của MS-Excell giải bài toán ngược cho một số robot

điển hình và kiểm tra kết quả bằng cách đối chiếu với các phương pháp

truyền thống Phương pháp này cho phép khởi tạo bài toán ngược đến 200

biến, đáp ứng mọi yêu cầu giải bài toán ngược cho robot trên thực tế

6 Xây dựng được đặc tính động học của biến khớp dưới dạng hàm giải tích

với biến thời gian thực, làm cơ sở lập trình điều khiển robot

7 Đề xuất một cấu trúc cổ tay cầu sử dụng truyền động song song dư tăng

cường khả năng cân bằng động học và khả năng tải của cấu trúc Hộp giảm

tốc bánh răng sóng một cấp hai sóng sử dụng đĩa phát động và cam lệch

tâm Chế tạo và thử nghiệm thành công hai mô hình dựa trên thiết kế đó

TÓM TẮT LUẬN ÁN Tính cấp thiết của đề tài

Robot công nghiệp là một lĩnh vực công nghệ cao được sử dụng rộng rãi và hiệu quả trong các dây chuyền sản xuất tự động, trong các hệ thống FMS và CIM Các nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và ứng dụng robot trong sản xuất của nước ta còn rất hạn chế, chính vì vậy các nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng robot luôn là vấn đề thời sự và cấp thiết

Ở lĩnh vực robot một số kỹ thuật chuẩn bị số liệu lập trình rất phức tạp nhất

là vấn đề liên quan đến đặc tính động học, để tiếp cận vấn đề này có nhiều trở ngại, nếu thay thế bằng một kỹ thuật đơn giản hơn sẽ tạo thuận lợi đáng kể Các thông số động học, động lực học đã được nghiên cứu nhiều nhưng chưa đem lại tính thực dụng khi thực hành Các thông số động học xác định qua mô hình bài toán ngược chưa kể đến giới hạn cơ học của các khớp Việc chọn nghiệm điều khiển từ nghiệm toán học thường làm kéo dài thời gian vô ích Nhằm đáp ứng phần nào các đòi hỏi trên đây, tác giả tập trung nghiên cứu giải quyết vấn đề:

“Nghiên cứu, khảo sát các đặc tính làm việc của hệ thống chấp hành

của robot công nghiệp”

Mục đích nghiên cứu

Đề tài tập trung nghiên cứu về các thông số đầu vào của quá trình điều khiển robot công nghiệp Cũng như phương pháp xây dựng những dữ liệu này, chuẩn

bị cho lập trình điều khiển Đánh giá tính hiệu quả các phương pháp đó trên một số phương diện như thời gian thực hiện, độ chính xác của dữ liệu và khả năng ứng dụng máy tính của từng phương pháp

Trọng tâm của đề tài là xây dựng một thuật toán mới giải bài toán động học ngược của tất cả các robot dạng chuỗi động học hở không giới hạn về số bậc tự

do Thuật toán áp dụng với các cấu trúc robot khác nhau theo một trình tự chung và có thời gian thực hiện ngắn hơn, dễ sử dụng hơn so với các phương pháp hiện nay

Trên cơ sở giải thuật đề xuất, xây dựng một chương trình máy tính hỗ trợ

chuẩn bị dữ liệu điều khiển động học robot

Đề tài còn sử dụng kết quả bài toán ngược làm dữ liệu đầu vào để tiến hành

nội suy quỹ đạo chuyển động của robot trong không gian khớp Dựa trên quan

hệ đạo hàm xây dựng các đặc tính chuyển vị, vận tốc và gia tốc dưới dạng hàm

giải tích với biến thời gian

Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các đặc tính động học của robot, có cấu

trúc chuỗi động học hở Chủ yếu tập trung vào xây dựng một phương pháp mới

giải bài toán động học ngược, xác định các thông số động học để xây dựng đặc

tính điều khiển chuyển động

Các thông số được tính toán qua mô hình lý thuyết mà luận án đề xuất, đặc

tính được nội suy bằng hàm bậc ba, sau đó kiểm chứng lại với kết quả thực

hiện theo các phương pháp truyền thống Kết quả này còn được sử dụng để lập

trình mô phỏng và thử nghiệm thực tế trên robot thí nghiệm 6 bậc tự do

Đề tài còn tiến hành tổng hợp động học và chế tạo thử nghiệm hai cấu trúc

chấp hành đặc biệt là HGT bánh răng sóng và cổ tay cầu ba bậc tự do

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học:

+ Đánh giá được tính hiệu quả về thời gian, tính vạn năng, độ chính xác của

các phương pháp truyền thống giải bài toán động học ngược robot

+ Đề xuất một phương pháp giải bài toán ngược mới có tính tổng quát cao,

có khả năng áp dụng cho tất cả các robot có cấu trúc chuỗi động học hở Có

thời gian chạy ngắn, đáp ứng được yêu cầu điều khiển thời gian thực

+ Xây dựng được một chương trình máy tính hỗ trợ giải bài toán động

học ngược, làm cơ sở cho việc tự động hóa chuẩn bị dữ liệu điều khiển động

học robot đảm bảo thời gian đáp ứng nhanh

Hình 4.20: Hộp giảm tốc sóng một cấp i = 50

Kết luận chương 4

- Hai dạng cơ cấu chấp hành đặc biệt trình bày trong chương này là những

dạng truyền động khá phức tạp trong việc tổng hợp động học, song đều có ý nghĩa rất lớn với truyền động của robot công nghiệp

- Cả hai dạng truyền động nói trên đều đã được chế tạo và thử nghiệm thành công trong khuôn khổ luận án này Việc làm chủ được các kỹ thuật thiết kế và chế tạo các dạng chấp hành đặc biệt cũng có ý nghĩa quan quan trọng không kém việc xây dựng các đặc tính điều khiển của robot công nghiệp Đặc biệt là tại Việt Nam hiện nay có rất ít đơn vị có thể sản xuất được các robot theo yêu cầu công nghiệp, thì điều này có ý nghĩa tạo tiền đề cho một tiếp cận toàn diện với lĩnh vực robot công nghiệp

Kết luận của luận án Luận án đã có được những đóng góp mới trong lĩnh vực động học và một

số mô đun thiết bị phần chấp hành của robot công nghiệp, cụ thể là:

1 Phân tích các yếu tố quyết định tốc độ hình thành lời giải trong bài toán động học ngược của robot Chỉ ra những điểm hạn chế của các phương pháp giải bài toán động học ngược truyền thống

2 Đề xuất sử dụng phương pháp tối ưu hoá để thay thế cho các phương pháp nói trên, đồng thời đưa ra cơ sở xây dựng giải thuật mới cho bài toán động

23

2

1 (T) 1 (T)

2 (M)

3 (C)

2 (M)

3 (C)

1 (T)

Me C

Me MeC

T TMe C

Z Z

Z i

i

−

−

=

−

= 1 1

Hình 4.13: Kết cấu cổ tay thực

4.2 Hộp giảm tốc bánh răng sóng

4.2.1 Kết cấu và hoạt động

Mục này giới thiệu nguyên lý hoạt động của truyền động sóng có răng dựa

trên biến dạng lan truyền của vành răng mềm

Hình 4.14: Hộp giảm tốc một cấp hai sóng

4.2.2 Tính toán động học

Trong trường hợp khâu cứng cố định, tỉ số truyền xác định được:

4.2.3 Vật liệu và nhiệt luyện bánh răng mềm

Mục này nêu ra một số mác vật liệu, chế độ nhiệt luyện cho bánh răng mềm

4.2.4 Tổng hợp động học hộp giảm tốc bánh răng sóng một cấp

Chọn hộp giảm tốc một cấp hai sóng, sử dụng cơ cấu phát động là đĩa kết

hợp với cam lệch tâm Luận án đã thiết kế biên dạng bộ truyền và tiến hành chế

tạo thử nghiệm, sản phẩm đã được thử nghiệm tại nhà máy Diesel Sông Công

-Ý nghĩa thực tiễn:

+ Các kết quả nghiên cứu của đề tài có thể sử dụng trong giảng dạy, nghiên cứu về robot ở các trường, hoặc ứng dụng vào quá trình chuẩn bị sản xuất trong thực tế

+ Rút ngắn được thời gian chuẩn bị dữ liệu, do việc xác định nghiệm toán học và chọn nghiệm điều khiển được sát nhập vào một bài toán duy nhất là bài toán tối ưu

+ Thuật toán mới dễ sử dụng hơn so với các thuật toán truyền thống nên việc tiếp cận với lĩnh vực này của robot sẽ dễ dàng hơn với tất cả mọi người

+ Mở rộng khả năng công nghệ của các robot có khả năng nội suy đường han chế bằng cách truyền số liệu nội suy qua cổng RS232 Dữ liệu này được xây dựng theo quy trình và phương pháp cụ thể mà luận án đề xuất

Cấu trúc luận án

Nội dung luận án được chia thành 4 chương, cuối luận án là kiến nghị cho hướng nghiên cứu tiếp theo, cụ thể gồm:

Phần mở đầu

Chương 1: Tổng quan về các đặc tính làm việc của hệ thống chấp hành trên

robot công nghiệp

Chương 2: Bài toán ngược trong điều khiển động học robot

Chương 3: Phương pháp giải bài toán ngược và xây dựng các đặc tính động

học của biến khớp

Chương 4: Tổng hợp động học và chế tạo thử nghiệm các cơ cấu chấp hành

đặc biệt trên robot

Những vấn đề còn tồn tại của luận án

- Chưa đánh giá được độ phức tạp của thuật toán đề xuất để giải bài toán động học ngược cho robot

- Chưa giải quyết được vấn đề hiệu suất trong truyền động của cổ tay cầu truyền động song song dư, vấn đề độ bền HGT bánh răng sóng

⎪

⎪

⎪

⎪

⎩

⎪

⎪

⎪

⎪

⎪

⎨

⎧

=

−

=

=

−

=

= +

= +

= +

= +

0

2 2 2 2 2

1 7

2 6

2 5

1 2 4

8 4

1 6 5

3 5 3

γ ω

ω ω

ω ω

ω ω

ω ω ω

ω ω ω

ω ω ω

ω ω ω

d d

d d Bx d

x d

M3

B

3 4

2

12 D

13 18

22

26 27 28 21

20

14 11 9 8

17 19

5

7 6 C 15 16

23

29

24 25 R2 30

31

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC

CỦA HỆ THỐNG CHẤP HÀNH TRÊN ROBOT CÔNG NGHIỆP

1.1 Tổng quan về hệ thống chấp hành của robot công nghiệp

Phần này đã đưa ra một số khái niệm định nghĩa:

- Khái niệm hệ thống chấp hành của robot, một số kết cấu điển hình

- Khái niệm về đặc tính làm việc của robot gồm đặc tính động học và

đặc tính động lực học, quan hệ giữa đặc tính làm việc và các thông số

mô tả trạng thái của hệ thống chấp hành

- Sự hình thành của thông số làm việc, cách đo đếm và truyền thông số

1.2 Tính toán thông số trạng thái cho robot

Bài toán cơ học cơ cấu là nguồn cung cấp thông số xây dựng đặc tính công tác

phục vụ điều khiển động học, động lực học cấu trúc chấp hành Các bài toán cơ

bản bao gồm:

- Động học;

- Tĩnh học;

- Động lực học

1.3 Một số nghiên cứu về tổng hợp thông số làm việc của hệ thống

Phần này nhằm hệ thống hoá các phương pháp giải bài toán động học ngược

từ xưa đến nay theo các phương pháp khác nhau:

- Phương pháp hoạ đồ véc tơ vị trí có thể sử dụng cho các cơ cấu phẳng đơn giản

- Nghiên cứu của Pieper sử dụng phép biến đổi đồng nhất xác định các phương

trình ứng với các phần tử vuông góc, thể hiện ở hàm sin và cos thích hợp Từ

đó tính góc thông qua hàm arctg hai biến, hàm này có thể nhận giá trị thực

hoặc giá trị phức nếu hàm nhận giá trị phức tương ứng với trường hợp vô

nghiệm

- Nghiên cứu của Nguyễn Thiện Phúc, năm 1996 “Về một phương pháp giải

bài toán ngược động học khi tổng hợp quỹ đạo chuyển động của người máy”

Trong mục này xây dựng điều kiện hoạt động của cấu trúc truyền động song song dư, làm cơ sở cho việc nhận dạng liên kết các khối vi sai trong sơ đồ đóng mạch có sự tham gia của nhiều khối vi sai Theo đây với một sơ đồ biết trước

số lượng cơ cấu vi sai tạo thành mạch vòng kín, để hoạt động được thì các chân cùng tên phải được nối với nhau sao cho tỉ số truyền chung của cả xích động khép kín phải bằng 1

4.1.4 Các quan hệ động học cổ tay cầu

Tiến hành khảo sát trên mô hình toán học các hệ vi sai nhiều bậc tự do để xác định quan hệ mà phần đóng mạch phải thoả mãn ứng với phần chấp hành chọn trước như ở hình 4.2 có dạng:

4.1.5 Sơ đồ động cấu trúc đóng mạch

Hình 4.12: Truyền động trục Pitch

Cổ tay này đã chế tạo và thử nghiệm thành công các chức năng nêu trên

21

4

CHƯƠNG 4: TỔNG HỢP ĐỘNG HỌC VÀ CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM

CÁC CƠ CẤU CHẤP HÀNH ĐẶC BIỆT TRÊN ROBOT

Nội dung của chương này đi sâu vào giải quyết bài toán tổng hợp động học

và chế tạo thử nghiệm hai cơ cấu chấp hành đặc biệt ứng dụng trên robot công

nghiệp là hộp giảm tốc bánh răng sóng và cổ tay cầu ba bậc tự do

4.1 Cổ tay robot cầu

4.1.1 Các dạng cổ tay vùng làm việc mặt cầu

Giới thiệu các kết cấu cổ tay cầu dùng truyền động bánh răng nón điển hình

và cổ tay cầu đặc biệt sử dụng số khâu nền lớn hơn số bậc tự do

1 2

3 B

3' 2' 3"

B'

Hình 4.2: Cổ tay cầu ba bậc tự do với bốn khâu nền

4.1.2 Điều kiện động học của mạch vòng kín

Mục này chỉ ra tác dụng khử rơ và tăng cường khả năng truyền lực của cấu

trúc mạch vòng kín, xây dựng điều kiện hoạt động của cấu trúc nhiều bậc tự do

Hình 4.3: Sơ đồ nguyên tắc truyền động song song dư

Trong sơ đồ trên khâu chấp hành luôn được khử khe hở mặt bên với truyền

động bánh răng, vì hai xích truyền lực và khử rơ khi đó đổi vai trò cho nhau

Vấn đề kỹ thuật chính của cơ cấu này là phải khử được chuyển động theo

4.1.3 Tính chất lát cắt

- Nghiên cứu của Nguyễn Thiện Phúc, năm 1997 “Điều khiển chuyển động của robot hàn theo quỹ đạo định trước”

- Nghiên cứu của Nguyễn Thiện Phúc, năm 1999 “Phát triển phương pháp các nhóm ba để giải bài toán ngược động học khi tổng hợp quỹ đạo chuyển động của tay máy- người máy”

- Trong [8], tác giả Nguyễn Thiện Phúc cũng trình bày về phương pháp giải gần đúng nghiệm của hệ phương trình động học ngược robot trên cơ sở khai triển Taylor, đây là một trong các phương pháp số tìm ra kết quả thông qua một quá trình lặp

- Nghiên cứu của Fu K S Gonzater R C., Lee C S G., năm 1987 “Giải bài toán động học ngược của robot Puma theo phương pháp hình học”

- Nghiên cứu của Paul R P., năm 1981 “Phương pháp biến đổi ngược các ma trận thuần nhất 4x4 giải bài toán động học ngược robot Stanford”

Nhược điểm của các phương pháp này là chưa có cách chung để xác định một lời giải có thể thích hợp ngay trong số khá nhiều lời giải có thể tồn tại Cũng có thể thấy có rất nhiều học giả phát triển các phương pháp số mang tên mình để giải bài toán động học ngược robot như:

- Phương pháp loại trừ thẩm tách Sylvester;

- Phương pháp Raghavan và Roth;

- Phương pháp Tsai-Morgan;

- Phương pháp Newton-Raphson

Đặc điểm chung của các phương pháp số như [8], nhận xét là “Có thể không đưa đến lời giải vì các hàm siêu việt không phải lúc nào cũng có độ hội tụ”

Gần đây xuất hiện thêm phương pháp dịch chuyển vi phân giải bài toán động học ngược

Tại Vica 6 (2005) có một số công trình ứng dụng kỹ thuật xử lí ảnh để từ đó xây dựng thông tin điều khiển thay cho giải bài toán ngược

Kết luận chương 1

Đặc tính mô tả quy luật biến thiên theo thời gian của một loại thông số điều

khiển xác định với robot, là thông tin quan trọng hàng đầu trong lập trình điều

khiển và tính toán bù các sai số phát sinh tương ứng

Xác định nhanh chóng và chính xác các thông số làm việc của hệ thống chấp

hành phục vụ điều khiển robot là một vấn đề có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

lớn Chỉ có xây dựng được những thuật toán hiệu quả giải quyết vấn đề này

mới giúp làm chủ thực sự các quá trình động học và động lực học robot, đặc

biệt là các robot có nhiều bậc tự do

Trong luận án giới hạn vấn đề nghiên cứu ở các đặc tính động học mà chủ

yếu tập trung vào bài toán ngược

Để robot phản ứng nhanh hơn với tín hiệu điều khiển là rút ngắn thời gian

xây dựng dữ liệu động học Do tốc độ của các cụm điện toán bị giới hạn ở trình

độ nhất định thì hướng can thiệp vào tốc độ giải bài toán động học là xây dựng

một giải thuật mới có tốc độ hội tụ cao

Các vấn đề kỹ thuật cao như robot công nghiệp vốn khó tiếp cận với tất cả

mọi người nói chung, việc tạo ra những phương pháp xác định các thông số

làm việc của hệ thống chấp hành đơn giản và hiệu quả là đòi hỏi cấp bách, nhất

là trong điều kiện nền sản xuất tự động linh hoạt của Việt Nam mới bắt đầu hội

nhập với thế giới

Hướng nghiên cứu của đề tài

- Xây dựng một mô hình mới cho bài toán động học ngược robot, có tính

tổng quát cao, có ưu thế về thời gian thực hiện so với các mô hình khác

- Lựa chọn giải thuật phù hợp với bài toán trên hai tiêu chí phù hợp về chức

năng và thời gian thực hiện ngắn nhất

- Xây dựng một chương trình máy tính có chức năng giải bài toán ngược cho

tất cả các robot cấu trúc chuỗi động học hở, trên cơ sở thuật toán đề xuất

3.5 Phần mềm điều khiển robot thí nghiệm

Thử nghiệm với robot thực nhằm khẳng định các kết quả đạt được, một hệ thống thí nghiệm được thiết kế hoàn chỉnh để điều khiển với kết quả bài toán ngược nói trên Sơ đồ khối nguyên lý điều khiển hoạt động của robot này có thể xem trong phụ lục 5 của luận án

Hình 3.9: Bố trí thí nghiệm

Kết luận chương 3

Các kết quả đạt được từ việc giải bài toán ngược theo phương pháp tối ưu đã được sử dụng liên hoàn để xây dựng đặc tính động học của cơ cấu robot, đây chính là mục tiêu cuối cùng của luận án Đặc tính này dùng để lập trình các động cơ điều khiển các chuyển động của robot theo quỹ đạo cho trước

Trên cơ sở các đặc tính này có thể tính toán bù sai số động học nếu có Các ràng buộc về miền chọn nghiệm điều khiển hoặc các yêu cầu về kỹ thuật, mỹ thuật với đường dịch chuyển dụng cụ của robot nếu có đều dễ dàng đáp ứng thông qua việc xác định biên của miền chấp nhận được trong bài toán tối ưu hoặc chọn hệ số góc tiếp tuyến giữa các đoạn quỹ đạo kề nhau Đây là vấn đề mà một số phương pháp khác khó tạo ra sự chủ động tương tự

Bằng cách tương tự như chỉ ra ở đây, các robot với khả năng nội suy hạn chế

có thể nhận dữ liệu lập trình từ một máy tính cá nhân qua cổng RS232 để hoàn thành những công việc có độ phức tạp cao, điều này mở ra khả năng khai thác triệt để năng lực thiết bị

19

6

P 12 0.122026 -1.57 0.442457 0.004634 1.647071 4.470977

Sử dụng quan điểm vận tốc tính toán tại các điểm chốt để xây dựng các

phương trình đặc trưng cuối cùng nhận được biểu diễn bằng đồ thị của các

đường đặc tính (chuyển vị, vận tốc, gia tốc của 6 biến khớp robot VR-006CII)

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

thoi gian (giay)

Do thi bien q6 trong 1,5 chu ky

Hình 3.15: Đồ thị chuyển vị q 6 trong 1.5 chu kì

3.4 Mô phỏng robot

Trong mục này đã xây dựng một chương trình mô phỏng dùng kết quả phần

trên và chạy thử thành công, cụ thể như sau:

Hình 3.8: Giao diện chương trình mô phỏng robot

- Sử dụng vận tốc tính toán tại các điểm chốt xây dựng phương trình đặc tính mô tả chuyển động trong không gian khớp dưới dạng hàm giải tích với biến thời gian làm cơ sở lập trình điều khiển động học

- Tổng hợp động học và chế tạo thử nghiệm hai cơ cấu chấp hành đặc biệt là

cổ tay robot cầu ba bậc tự do truyền dẫn song song dư và hộp giảm tốc bánh răng sóng

CHƯƠNG 2: BÀI TOÁN NGƯỢC TRONG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG HỌC ROBOT 2.1 Chất lượng quá trình làm việc và các thông số điều khiển

Khái niệm chất lượng làm việc của robot từ góc độ kỹ thuật như:

- Độ chính xác định vị;

- Độ chính xác định hướng;

- Độ chính xác lặp lại;

- Độ trễ trong điều khiển và các nguyên nhân gây trễ;

2.2 Dữ liệu của bài toán động học robot

Trình bày về vị trí của bài toán động học ngược trong điều khiển mạch kín

và điều khiển mạch hở cho robot

Trình bày các phương pháp xây dựng dữ liệu động học phục vụ điều khiển,

sơ đồ cấu trúc giao diện điều khiển robot

2.3 Bài toán động học trên quan điểm điều khiển thời gian thực

Điều khiển số nói chung yêu cầu tốc độ nội suy vượt trước tốc độ chuyển động của phần chấp hành một số Block lệnh để làm chủ chương trình và cảnh báo lỗi Tương tác thời gian thực trong điều khiển robot là một yêu cầu quan trọng với một số tác vụ yêu cầu thao tác nhanh

Trong điều khiển cần xác định nghiệm điều khiển trong thời gian ngắn nhất, tác giả đã đề xuất mô hình mới cho bài toán động học ngược của robot

2.4 Quan hệ giữa bài toán động học và bài toán tối ưu

Thế của khâu chấp hành là hàm của các biến khớp: