Khái niệm robot trong công nghiệp Cánh tay robot công nghiệp là một thiết bị tự động, được lập trình để hoạt động linh hoạtgiống như cánh tay con người, với các khớp có thể di chuyển the
TỔNG QUAN VỀ ROBOT TRONG CÔNG NGHIỆP
K HÁI NIỆM ROBOT TRONG CÔNG NGHIỆP
Cánh tay robot công nghiệp là thiết bị tự động được lập trình để hoạt động linh hoạt như cánh tay con người Với các khớp di chuyển theo trục dọc và xoay theo nhiều hướng, thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong quy trình sản xuất công nghiệp.
Hầu hết robot công nghiệp được thiết kế và lập trình cho các nhiệm vụ cụ thể, với kích thước đa dạng từ nhỏ gọn để thực hiện các thao tác phức tạp đến lớn để nâng các khối lượng nặng.
Cánh tay robot công nghiệp kết hợp công nghệ cơ khí, máy tính và trí tuệ nhân tạo, hoạt động linh hoạt và chính xác như tay con người dưới sự điều khiển của máy tính Với cấu trúc khớp nối, robot có khả năng di chuyển đa hướng, phục vụ cho lắp ráp, sửa chữa và thay thế linh kiện nhỏ trong sản xuất Hoạt động của nó dựa vào sự phối hợp giữa bộ điều khiển và các khớp nối động, tạo thành chuỗi động học để thực hiện các thao tác phức tạp với độ chính xác cao.
T ÌNH TRẠNG HIỆN NAY
Robot công nghiệp đang ngày càng trở nên phổ biến và đóng vai trò quan trọng trong sản xuất tại nhiều quốc gia, bao gồm Việt Nam Sự phát triển của công nghệ tự động hóa và trí tuệ nhân tạo đã thúc đẩy việc áp dụng robot trong các ngành công nghiệp, giúp tăng hiệu suất, giảm chi phí và nâng cao chất lượng sản phẩm Các cánh tay robot được sử dụng rộng rãi trong dây chuyền sản xuất, từ lắp ráp, hàn, đóng gói đến kiểm tra chất lượng và vận chuyển vật liệu.
Các quốc gia phát triển như Nhật Bản, Hàn Quốc, Đức và Hoa Kỳ đang dẫn đầu trong việc ứng dụng robot vào sản xuất, nhằm tối ưu hóa dây chuyền sản xuất và giảm thiểu rủi ro cho con người trong môi trường làm việc nguy hiểm Việc sử dụng robot không chỉ tăng cường độ chính xác mà còn nâng cao hiệu quả sản xuất Các loại robot hiện đại ngày càng có khả năng tự học và tự điều chỉnh, từ đó cải thiện khả năng tương tác và linh hoạt trong các quy trình sản xuất phức tạp.
Nhu cầu ứng dụng robot công nghiệp tại Việt Nam đang gia tăng, đặc biệt trong các ngành sản xuất linh kiện điện tử, ô tô, dệt may và thực phẩm Nhiều doanh nghiệp lớn đã đầu tư vào hệ thống robot nhằm giảm phụ thuộc vào nhân công và nâng cao năng suất Tuy nhiên, Việt Nam vẫn còn ở giai đoạn đầu trong việc áp dụng robot công nghiệp rộng rãi, do hạn chế về chi phí đầu tư và trình độ công nghệ.
Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ và xu hướng chuyển đổi số, robot công nghiệp tại Việt Nam dự kiến sẽ tăng trưởng mạnh mẽ trong những năm tới Chính phủ Việt Nam đang khuyến khích doanh nghiệp áp dụng công nghệ tiên tiến để nâng cao năng lực cạnh tranh trong bối cảnh hội nhập quốc tế.
Ứ NG DỤNG CÁNH TAY ROBOT TRONG CÔNG NGHIỆP
Ứng dụng cánh tay robot trong công nghiệp đang nổi lên như một xu hướng quan trọng trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, giúp cải thiện năng suất lao động, giảm chi phí sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm Cánh tay robot được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như sản xuất ô tô, điện tử, thực phẩm và dược phẩm, mang lại hiệu quả cao và tăng cường tính cạnh tranh cho doanh nghiệp.
Cánh tay robot trong lắp ráp tự động đóng vai trò thiết yếu trong các ngành sản xuất như điện tử và ô tô, nơi yêu cầu độ chính xác cao Với khả năng thực hiện các thao tác phức tạp nhanh chóng, robot lắp ráp không chỉ giảm thiểu sai sót do con người mà còn đảm bảo tính đồng nhất của sản phẩm Hơn nữa, robot hoạt động liên tục 24/7 mà không mệt mỏi, từ đó nâng cao năng suất và đáp ứng nhanh chóng nhu cầu sản xuất lớn Chẳng hạn, trong dây chuyền lắp ráp ô tô, cánh tay robot lắp ráp các bộ phận phức tạp như động cơ và hộp số với độ chính xác cao, đảm bảo chất lượng và độ bền của sản phẩm.
Trong ngành chế tạo kim loại, cánh tay robot đóng vai trò quan trọng trong các công việc hàn và gia công kim loại như cắt và khoan Việc sử dụng robot giúp đảm bảo độ chính xác cao và giảm thiểu lỗi, từ đó nâng cao tuổi thọ sản phẩm và giảm tỉ lệ hàng lỗi Ứng dụng này đặc biệt có giá trị trong sản xuất máy móc và thiết bị cơ khí, nơi yêu cầu độ ổn định và chính xác trong các thao tác hàn và gia công.
Trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm, việc sắp xếp và đóng gói sản phẩm cần nhanh chóng và đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh Cánh tay robot được lập trình để thực hiện thao tác phân loại, sắp xếp và đóng gói với tốc độ cao, giảm sai sót và tăng tính đồng đều Robot còn có khả năng phát hiện và loại bỏ sản phẩm không đạt tiêu chuẩn ngay từ giai đoạn sắp xếp, giúp giảm tỷ lệ sản phẩm lỗi và nâng cao hiệu quả chuỗi cung ứng Điều này không chỉ tiết kiệm thời gian và chi phí cho doanh nghiệp mà còn đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm và chất lượng sản phẩm, đáp ứng yêu cầu khắt khe của thị trường.
Cánh tay robot hiện đại, với khả năng nâng hạ và di chuyển hàng hóa nặng một cách chính xác, đã trở thành công cụ thiết yếu trong kho hàng và nhà máy sản xuất Robot có thể nhanh chóng di chuyển sản phẩm, xếp chồng hàng hóa lên kệ và đóng gói sản phẩm vào thùng, giúp giảm thiểu rủi ro tai nạn lao động Nhờ đó, hiệu quả vận hành của nhà máy được nâng cao, cải thiện năng suất lao động và tiết kiệm chi phí nhân công.
Kiểm tra chất lượng là một bước quan trọng để đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn trước khi đến tay khách hàng Cánh tay robot, với cảm biến hình ảnh, laser và trí tuệ nhân tạo (AI), có khả năng phát hiện lỗi trong quá trình sản xuất Robot tự động nhận diện các khuyết tật nhỏ mà mắt người khó thấy, giúp phát hiện lỗi sớm và giảm tỷ lệ sản phẩm không đạt chuẩn Tự động hóa quy trình kiểm tra chất lượng không chỉ tiết kiệm thời gian cho doanh nghiệp mà còn nâng cao độ chính xác và tin cậy, từ đó cải thiện uy tín sản phẩm trên thị trường.
Cánh tay robot đang được ứng dụng rộng rãi trong các môi trường nguy hiểm như xử lý hóa chất và làm việc trong điều kiện khắc nghiệt, giúp bảo vệ an toàn cho người lao động Với độ chính xác cao và khả năng làm việc liên tục, cánh tay robot không chỉ nâng cao hiệu quả và năng suất sản xuất mà còn tạo ra những thay đổi tích cực trong quản lý doanh nghiệp Việc ứng dụng công nghệ này giúp doanh nghiệp giảm chi phí sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu thị trường tốt hơn Để tối ưu hóa lợi ích từ công nghệ robot, doanh nghiệp cần đầu tư vào đào tạo nhân viên và bảo trì thiết bị Trong tương lai, với sự phát triển của trí tuệ nhân tạo và công nghệ cảm biến, cánh tay robot sẽ ngày càng trở nên thông minh và linh hoạt, mở ra nhiều tiềm năng mới cho ngành công nghiệp.
C HỌN CÁNH TAY ROBOT
Panasonic Corporation, một trong những tập đoàn công nghệ hàng đầu thế giới từ Nhật Bản, được thành lập vào năm 1918 và có trụ sở chính tại Osaka Tập đoàn này đã phát triển thành một công ty đa quốc gia, hoạt động trong nhiều lĩnh vực như sản xuất điện tử gia dụng, thiết bị gia dụng, hệ thống năng lượng và giải pháp công nghiệp cũng như tự động hóa.
Trong lĩnh vực robot công nghiệp, Panasonic nổi bật với các giải pháp hàn tự động cho ngành sản xuất ô tô, điện tử và nhiều lĩnh vực khác Công ty liên tục nghiên cứu và phát triển công nghệ tiên tiến nhằm cải thiện hiệu suất và độ chính xác của robot, giúp khách hàng tối ưu hóa quy trình sản xuất và giảm thiểu sai sót Robot hàn Panasonic TA-1400G2 được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu khắt khe trong sản xuất, với tính năng linh hoạt, độ bền cao và khả năng tích hợp dễ dàng vào hệ thống sản xuất tự động Do đó, chúng tôi đã chọn Robot cánh tay hàn Panasonic G2 TA-1400G2 để tiến hành tính toán.
Ứ NG DỤNG CÁNH TAY ROBOT P ANASONIC G2 TA-1400G2
Cánh tay robot Panasonic G2 TA-1400G2 là thiết bị tự động hóa hiện đại, được áp dụng phổ biến trong ngành công nghiệp nhằm nâng cao hiệu suất sản xuất, tiết kiệm chi phí lao động và đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Cánh tay robot Panasonic G2 TA-1400G2 được ứng dụng rộng rãi trong lắp ráp tự động, đặc biệt trong các ngành công nghiệp điện tử, ô tô và cơ khí, nơi yêu cầu độ chính xác cao Với khả năng di chuyển linh hoạt và độ chính xác tuyệt vời, robot này có thể lắp ráp các bộ phận nhỏ và phức tạp một cách nhanh chóng, giúp tiết kiệm thời gian và nâng cao chất lượng sản phẩm.
Robot G2 TA-1400G2 được trang bị công cụ hàn, hỗ trợ các thao tác hàn trong ngành công nghiệp kim loại và chế tạo ô tô Khả năng duy trì áp lực và nhiệt độ hàn chính xác giúp tạo ra các mối hàn chất lượng cao, ổn định, giảm thiểu lỗi sản phẩm Ngoài ra, robot cũng có khả năng thực hiện gia công như cắt, khoan và mài nhẵn bề mặt kim loại với độ chính xác cao.
Robot G2 TA-1400G2 được ứng dụng trong ngành thực phẩm, dược phẩm và hàng tiêu dùng để tự động hóa quy trình sắp xếp, phân loại và đóng gói sản phẩm, giúp tối ưu hóa tốc độ và giảm sai sót Với khả năng xếp sản phẩm vào bao bì nhanh chóng, quy trình đóng gói trở nên hiệu quả hơn, giảm chi phí lao động Ngoài ra, G2 TA-1400G2 còn tích hợp cảm biến và công nghệ kiểm tra hình ảnh, cho phép phát hiện lỗi sản phẩm trên dây chuyền sản xuất, đảm bảo độ chính xác về kích thước, hình dạng và bề mặt, từ đó loại bỏ sản phẩm không đạt tiêu chuẩn trước khi đóng gói và vận chuyển.
Robot G2 TA-1400G2 là giải pháp lý tưởng cho bốc xếp và vận chuyển hàng hóa trong kho bãi và dây chuyền sản xuất nhờ khả năng nâng tải trọng và di chuyển linh hoạt, giúp giảm sức lao động và nâng cao hiệu quả quản lý kho Nó cũng được ứng dụng trong các môi trường nguy hiểm như có hóa chất độc hại hay nhiệt độ cao, đảm bảo an toàn cho người lao động và cải thiện hiệu suất làm việc Thêm vào đó, G2 TA-1400G2 có thể tùy chỉnh cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau như dược phẩm, thực phẩm và hàng tiêu dùng, nhờ tính linh hoạt cao và khả năng lập trình để phù hợp với các quy trình sản xuất đa dạng.
Cánh tay robot Panasonic G2 TA-1400G2 là giải pháp tự động hóa toàn diện, giúp doanh nghiệp nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm chi phí Với tính năng linh hoạt và khả năng tích hợp công nghệ tiên tiến, robot này đáp ứng đa dạng yêu cầu trong các ngành công nghiệp như lắp ráp, hàn gia công, kiểm tra và đóng gói sản phẩm, đảm bảo chất lượng sản phẩm tối ưu.
Ư U VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÁNH TAY ROBOT P ANASONIC G2 TA-1400G2
Cánh tay robot Panasonic G2 TA-1400G2 mang lại nhiều lợi ích cho tự động hóa sản xuất công nghiệp, như nâng cao năng suất, giảm sai sót và đảm bảo chất lượng sản phẩm Tuy nhiên, doanh nghiệp cần cân nhắc chi phí đầu tư cao, yêu cầu kỹ thuật và thời gian triển khai Để tối ưu hóa lợi ích, doanh nghiệp nên đầu tư vào đào tạo nhân sự, bảo trì định kỳ và có kế hoạch tích hợp rõ ràng Với sự phát triển công nghệ, cánh tay robot này hứa hẹn sẽ ngày càng thông minh và hiệu quả, mở ra tiềm năng lớn cho doanh nghiệp trong kỷ nguyên công nghiệp hóa hiện đại.
1.6.1 Ưu điểm Độ chính xác cao: Panasonic G2 TA-1400G2 được thiết kế với công nghệ tiên tiến, cho phép thực hiện các thao tác sản xuất với độ chính xác tuyệt đối Cánh tay robot này có khả năng lập trình để thao tác các nhiệm vụ phức tạp mà vẫn đảm bảo sự chính xác đến từng milimet Điều này đặc biệt hữu ích trong các ngành sản xuất yêu cầu độ tinh vi cao như chế tạo linh kiện điện tử, sản xuất ô tô, và thiết bị y tế Sự chính xác này giúp giảm thiểu sai sót, tiết kiệm nguyên vật liệu và nâng cao chất lượng sản phẩm.
Robot Panasonic G2 TA-1400G2 được thiết kế với khả năng xử lý tải trọng lớn và tầm với rộng, giúp thực hiện đa dạng nhiệm vụ trong dây chuyền sản xuất, giảm bớt gánh nặng cho con người Tính linh hoạt của nó cho phép sử dụng cho nhiều công đoạn mà không cần đầu tư thiết bị mới Với công nghệ cảm biến hiện đại và hệ thống điều khiển tiên tiến, G2 TA-1400G2 nâng cao hiệu suất và an toàn, tự động điều chỉnh theo biến đổi môi trường, đảm bảo thao tác suôn sẻ trong điều kiện phức tạp Được chế tạo từ vật liệu chất lượng cao, robot này hoạt động ổn định trong thời gian dài, giảm thiểu sự cố kỹ thuật, thời gian ngừng máy và chi phí bảo trì cho doanh nghiệp.
Chi phí đầu tư ban đầu cho cánh tay robot Panasonic G2 TA-1400G2 khá cao do tính năng công nghệ tiên tiến Điều này yêu cầu doanh nghiệp cần có ngân sách lớn để triển khai thiết bị trong dây chuyền sản xuất, tạo ra rào cản đáng kể cho các doanh nghiệp nhỏ hoặc những doanh nghiệp có ngân sách hạn chế.
Việc vận hành và bảo trì cánh tay robot G2 TA-1400G2 đòi hỏi đội ngũ kỹ thuật có chuyên môn cao và được đào tạo đầy đủ, điều này có thể gây khó khăn cho các doanh nghiệp thiếu nguồn nhân lực kỹ thuật, dẫn đến chi phí đào tạo hoặc thuê chuyên gia bên ngoài Thời gian triển khai cũng là một yếu tố quan trọng, vì doanh nghiệp cần thời gian để thiết lập và thử nghiệm, đặc biệt khi cần tùy chỉnh cho quy trình sản xuất hiện tại Việc này có thể ảnh hưởng đến tiến độ sản xuất, do đó, doanh nghiệp cần có kế hoạch triển khai cụ thể để tránh gián đoạn hoạt động.
KẾT CẤU CƠ KHÍ
T HÔNG SỐ KỸ THUẬT : P ANASONIC G2 TA-1400G2
Cấu trúc robot Khớp nối độc lập
Tải trọng cho phép 6 kg
Tầm với Tầm với tối đa 1068 mm
Tầm với ngắn nhất 352 mm
Hệ thống motor AC Servo Motor
Tốc độ và góc quay tối đa của robot
Góc quay (RT ) ±170° (2.97 rad/s) Góc quay tay dưới (UA) -90° đến +155° (3.32 rad/s) Góc quay tay trên (FA) -90° đến +185° (3.32 rad/s) Khớp
Góc quay khớp (RW) ±270° (6.46 rad/s) Độ uốn cong (BW) -150° đến +90° (6.54 rad/s)
Hệ thống phanh Tất cả các trục đều có hệ thống phanh Phương thức lắp đặt robot Trên sàn, treo trên trần, trên tường
Đ IỀU KIỆN VẬN HÀNH VÀ BẢO QUẢN CÁNH TAY ROBOT P ANASONIC G2 TA- 1400G2
Môi trường lý tưởng cho hoạt động là ở nhiệt độ từ 0°C đến 40°C (32°F đến 104°F), với độ ẩm tương đối từ 20% đến 80% Áp suất khí quyển cần duy trì trong khoảng 86 kPa đến 106 kPa (tương đương 0,86 đến 1,06 atm) Độ cao tối ưu là 0,5 G, với tần số từ 10 Hz đến 100 Hz, và mức độ ồn tối đa không vượt quá 80 dB.
Nguồn điện 3 pha, 200 VAC ±20 VAC, 50/60 Hz
Khí nén Áp suất hoạt động: 5,5 đến 7,5 kg/cm 2 (78 đến 106 psi), Dòng khí: 0,5 đến 1,0 m 3 /phút (18 đến 35 cfm)
Môi trường nhiệt độ -20°C đến 50°C (-4°F đến 122°F) Độ ẩm tương đối 20% đến 80%
XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ QUAY, PHÉP QUAY
T ÍNH TOÁN PHÉP XOAY
Theo tài liệu đã học trong chương 2: Rotation Kinematics,nhóm xác định được các bước chính để tính toán phép xoay đối với cánh tay robot TA-1400G2 gồm:
- Bước 1: Phép quay(độ) quanh trục Z, Y, X với điểm K có toạ độ global
G�� = [X Y Z] T và toạ độ local B �� = [x y z] T sẽ có liên hệ với nhau như sau:
G�� = G RBB�� (3.1) Với ma trận xoay quanh trục Z: G R �,� = ���� −���� 0
Với ma trận xoay quanh trục Y: G R �,� = ���� 0 ����
−���� 0 ���� (3.3) Với ma trận xoay quanh trục X: G R �,� = 1 0 0
- Bước 2: Tính toán phép quay quanh trục Z, Y, X của một điểm K trong toạ độ global từ điểm K trong toạ độ local đã cho và ngược lại
Nhóm đưa ra ví dụ cụ thể để làm rõ:
- Chọn điểm K[x y z] T được đặt trong tọa độ LOCAL để tính toán phép xoay quanh trục Z có phạm vi góc xoay được xác định trong tài liệu tham khảo
Chọn điểm K [ 640 0 910] T (mm) đặt trong toạ độ local:
Phạm vi góc quay nằm trong khoảng – 170 (độ) đến + 170 (độ).
=> Chọn góc quay quanh trục Z với góc`° Thayvào
- Tính toán ma trận xoay quanh quanh Z theo tọa độ GLOBAL với góc`°sử dụng theo công thức(3.1)
Vị trí điểm K trong toạ độ global sau phép quay: G � � = 320
P HÉP XOAY CHUYỂN VỊ
Theo tài liệu đã học trong chương 4: Motion Kinematics Ta có công thức:
Giả sử: Điểm K thực hiện chuyển động quay quanh trục Z với góc = 60° sau đó tịnh tiến với G d=[0 0 -20] T (mm).
Từ đó suy ra ma trận chuyển vị đồng nhất:
Vecto vị trí chuyển vị cuối cùng của K được tính theo công thức (3.5)
Toạ độ điểm K trong toạ độ global sau chuyển động: G ��= 320
ĐỘNG HỌC THUẬN
X ÁC ĐỊNH BẢNG DH
Dựa vào kiến thức đã học ở “Chương 5: Động học thuận” trong tài liệu Ta xác định được bảng DH gồm:
M A TRẬN CHUYỂN ĐỔI GIỮA CÁC KHÂU TRONG ROBOT
Dựa vào định lý Denavit – Hartenberg ta có công thức (*): i-1T1 = � � �−1 ,� � � � �−1 ,� � � � �−1 ,� � � � �−1 ,∝ �
Dựa vào bảng DH và công thức (*):
Ta có các ma trận biến đổi của robot như sau:
Ma trận chuyển đổi từ khâu 4 về khâu 0:
� 11 = cos� 1 cos� 2 cos� 3 −cos� 1 sin� 2 sin� 3
� 12 =−���� 3 cos� 1 cos� 2 − sin� 2 cos� 1 cos� 3
� 21 = sin� 1 cos� 2 cos� 3 −sin� 1 sin� 2 sin� 3
� 22 = −sin� 1 cos� 2 sin� 3 −sin� 1 sin� 2 cos� 3
K ẾT QUẢ
Theo hình 4.1, ta có aivà ditương ứng Giả sử��là các góc được cho nhưtrong bảng DH sau:
Thay tất cả các số liệu đã thu thập được và tìm động học thuận 0 T3
Tìm vector vị trí điểm cuối của cánh tay robot
ĐỘNG HỌC NGHỊCH
T HÔNG SỐ ĐẦU VÀO
M A TRẬN CHUYỂN ĐỔI GIỮA CÁC KHÂU TRONG ROBOT
Dựa vào định lý Denavit – Hartenberg ta có công thức: i-1Ti −1 = Dz i−1 ,d i Rz i−1 ,θ i Dx i−1 ,a i Rx i−1 ,α i
Thế số liệu từ bảng DH và công thức Denavit – Hartenberg:
- Ta có ma trận chuyển đổi từng khâu như sau:
Theo chương động học thuận, ta có ma trận chuyển đổi từ khâu 3 về khâu 0 như sau:
Trong bài viết này, chúng ta sẽ áp dụng phương pháp đại số để giải quyết bài toán động học nghịch Các phương trình được trình bày bao gồm: r11 = cosθ1 (cosθ2 cosθ3 - sinθ2 sinθ3), r12 = cosθ1 (-sinθ3 cosθ2 - sinθ2 cosθ3), r13 = sinθ1, và r14 = cosθ1 (a3cos(θ2 + θ3) + a2cosθ2) Tiếp theo, chúng ta có r21 = sinθ1 (cosθ2 cosθ3 - sinθ2 sinθ3), r31 = sinθ2 cosθ3 + cosθ2 sinθ3, r32 = cosθ2 cosθ3 - sinθ2 sinθ3, r33 = 0, và r34 = a3sin(θ2 + θ3) + a2sinθ2 + d1 Những công thức này sẽ giúp chúng ta phân tích và giải quyết các vấn đề liên quan đến động học nghịch một cách hiệu quả.
0 0 0 1 r11 r12 r13 Px cosθ1+ Py sinθ1 r21 r22 r23 Pz − d1 r 31 r 32 r 33 �� ���� 1 − �� ���� 1
Để vế trái bằng vế phải, mọi thành phần của vế trái phải tương ứng với mọi thành phần của vế phải Xét giá trị tại hàng 3, cột 4 của ma trận (1) và (2), ta có kết quả cụ thể.
Khi sử dụng hàm arctan, chỉ có một nghiệm xuất hiện, trong khi hàm atan2 cho ra hai nghiệm Do đó, chúng ta chọn sử dụng hàm arctan để thuận tiện hơn trong việc kiểm tra kết quả bằng máy tính.
Xét giá trị tại hàng 1 cột 4 và hàng 2 cột 4 của ma trận (1) và (2), ta có:
Pz − d 1 = � 2 ���� 2 + � 3 ���(� 2 + � 3 ) Đặt A =Px cosθ 1 + Py sinθ 1 và B =Pz − d 1 , bình phương 2 biểu thức và cộng vế theo vế, ta có:
Do sin 2 + cos 2 = 1, ta nhóm hạng tử 1 của 2 biểu thức lại, hạng tử 3 của 2 biểu thức lại, ta được biểu thứ mới:
A 2 + B 2 =� 2 2 +� 3 2 + 2� 2 � 3 ���� 2 ���(� 2 + � 3 )+ 2� 2 � 3 ���� 2 ���(� 2 + � 3 ) Áp dụng tiếp công thức biến đổi tích thành tổng, ta được biểu thức mới:
2 � 3 = (Px.cosθ 1 +Py sinθ 1 ) 2� 2 +(Pz − d 1 ) 2 − � 22 − � 32
→ � 3 = arccos (Px.cosθ 1 +Py sinθ 1 ) 2� 2 +(Pz − d 1 ) 2 − � 22 − � 32
Xét hàng 2 cột 4 của (1) và (2) tiếp:
Do đã có� 3 , ta bấm máy tìm ra� 2
Á P DỤNG VÀO ROBOT TA-1400G2
Từ kết quả của động học thuận với�� = 525.78;��= 303.56; ��= 740.22, ta sẽ kiểm tra
� 3 = arccos (Px.cosθ 1 +Py sinθ 1 ) 2� 2 +(Pz − d 1 ) 2 − � 22 − � 32
MÔ PHỎNG CÁNH TAY ROBOT TA-1400G2
K ẾT QUẢ MÔ PHỎNG
Sau khi thực hiện các phép tính và nghiên cứu robot TA-1400G2, nhóm đã tái hiện cánh tay robot này một cách đơn giản nhưng chính xác trên SolidWorks Đồng thời, quá trình mô phỏng được thực hiện trên Mathlab Simulink nhằm kiểm tra kết quả tính toán, dẫn đến thành quả cuối cùng về động học thuận.
Cho góc� 1 0°, � 2 %° và � 3 = 15°, ta tính ra được Px = 525.77, Py = 303.55, Pz 740.22 như hình:
Hình 1: Mô phỏng động học thuận Động học nghịch:
Cho tọa độ Px = 525.77, Py = 303.55, Pz = 740.22, ta tính ra được góc � 1 = 30°, � 2 25° và�3 ° như hình:
Hình 2: Mô phỏng động học nghịch
Lập trình Slider động học thuận
Lập trình slider động học nghịch
Lập trình Push button Run
Lập trình Push button Default
Lập trình Push button động học thuận
Lập trình Push button động học nghịch
Lập trình Push button Stop
K ẾT LUẬN
Kết quả mô phỏng cho thấy có sự chênh lệch nhỏ giữa động học thuận và nghịch, do sai số làm tròn ở các giá trị lượng giác nhưng vẫn trong mức chấp nhận được (sai số
