ỨNG DỤNG TIN học TÍNH TOÁN và THIẾT kế TAY máy DR 4000

Theo mẫu của Nhật bản với nội dung sau : Chơng 1- Tổng quan về Tay máy Chơng 2- Bậc tự do và miền làm việc của Tay máy Chơng 3- Giải bài toán động học Tay máy Trong thời gian làm đồ á

Trang 1

Đố án tốt nghiệp Tay máy hàn DR-4000

ứng dụng tin học tính toán

và thiết kế tay máy dr -4000

Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Ngọc Thành

Giáo viên duyệt :

Sinh viên thực hiện :Nguyễn Thị Minh Thao

Lời nói đầu

Cách mạng khoa học kỹ thuật trên thế giới đang phát triển với tốc

độ rất nhanh, không ngừng v ơn lên những đỉnh cao mới, cuộc cáchmạng khoa học kỹ thuật này với nội dung quan trọng là tự động hoácác quá trình sản xuất Cơ khí hoá và tự động hoá các quá trình sảnxuất có một vị trí đặc biệt quan trọng trong cuộc cách mạng khoa học

kỹ thuật, nhằm tăng năng suất lao động cũng nh chất lợng và giảm giáthành sản phẩm

1

Trang 2

Để tăng hiệu quả kinh tế, trong ngành cơ khí n ớc ta hiện nay cầnphải nhanh chóng đa tiến bộ khoa học kỹ thuật mới vào sản xuất nhằmgiải phóng con ngời khỏi những nơi độc hại,nguy hiểm và những nơicon ngời không tự làm việc đợc Bởi vậy những năm gần đây kỹ thuậtngời máy và ngành chế tạo ngời máy rất phát triển.

Vậy Tay máy chiếm một vị trí rất quan trọng trong ngành cơ khí n ớc

ta, và nó thúc đẩy nền kinh tế quốc dân

Hiện nay nớc ta đã và đang áp dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến vàongành công nghiệp, đã mang lại hiệu quả kinh tế cao

Với đề tài tốt nghiệp “ứng dụng tin học nghiên cứu và thiết kế miền làm việc và động học Tay máy DR-4000“ Theo mẫu của Nhật

bản với nội dung sau :

Chơng 1- Tổng quan về Tay máy

Chơng 2- Bậc tự do và miền làm việc của Tay máy

Chơng 3- Giải bài toán động học Tay máy

Trong thời gian làm đồ án chúng em không tránh khỏi những sai xót,chúng em xin kính mong nhận đợc sự góp ý và giúp đỡ của các thầy Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo h ớng dẫn TS Nguyễn NgọcThành đã tận tình giúp đỡ chúng em trong thời gian làm đồ án và hoànthành đồ án tốt nghiệp này

Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong hội đồng đã

ký duyệt và ghóp ý cho chúng em

Hà nội, ngày 15 tháng 09 năm 2003 Nhóm thiết kế

Nguyễn Thị Minh Thao

Lê Thị Thịnh

Nguyễn Phơng Hoa

Nguyễn Thị Minh Thao - Lê Thị Thịnh - Nguyễn Ph ơng Hoa 2

Trang 3

Robot (ngời máy) là những máy tự động có thể thực hiện một số chứcnăng của con ngời

Hay định nghĩa khác : Ng ời máy là tay máy chức năng, với ch ơngtrình làm việc thay đổi đợc, dùng để thực hiện một số thao tác trongsản xuất, tay máy tự động điều khiển theo ch ơng trình đợc gọi là ngờimáy công nghiệp

Ngời máy nh một máy tự động vạn năng, nó không chỉ làm một hoặcvài công việc sản xuất nhất định nào đó mà có thể lúc làm việc này,lúc làm việc kia tuỳ theo ch ơng trình đặt ra

Ngời máy (Tay máy) công nghiệp là một máy tự động linh hoạt thaythế cho từng bộ phận hoặc toàn bộ các hoạt động cơ bắp cũng nh hoạt

động trí tuệ của con ngời trong nhiều khả năng thích nghi khác nhau Xét về mặt cơ khí và điều khiển điện tử, ng ời máy công nghiệp là tổhợp nhiều khả năng hoạt động linh hoạt của các cơ cấu điều khiển từ

xa với mức độ tri thức ngày càng đ ợc nâng cao trong hệ thống điềukhiển số cũng nh kỹ thuật chế tạo các đầu cảm biến, đầu đo phản hồi,công nghệ lập trình v.v

Ngời máy công nghiệp có khả năng ch ơng trình hoá linh hoạt nhiều trục chuyển động đợc biểu thị cho số bậc tự do của chúng Ng ời máy đ-

Trang 4

ợc trang bị những bàn tay máy hoặc cơ cấu chấp hành giải quyết các nhiệm vụ xác định trong quá trình công nghệ hoặc trực tiếp tham gia vào các nguyên công (sơn, hàn, phun phủ , rót kim loại vào khuôn đúc,lắp ráp cụm thiết bị hoặc lắp ráp tay máy ).

Theo tiêu chuẩn của Pháp: Ngời máy công nghiệp là một cơ cấuchuyển đổi động tự động có thể ch ơng trình hoá, lặp lại các ch ơngtrình tổng hợp, các chơng trình cài đặt ra trên trục toạ độ có khả năng

định vị, hớng đi, di chuyển các đối tợng nh : Chi tiết,dao, các công cụ,gá lắp theo những hành trình thay đổi đã ch ơng trình hoá nhằm mục

đích thực hiện các nhiệm vụ công nghệ khác nhau

Ngời máy công nghiệp là một thiết bị nhiều trục, thực hiện cácchuyển động nhiều trục có khả năng ch ơng trình hoá và nối ghép cácchuyển động của chúng trong những khoảng cách tuyến tính hay khôngtuyến tính của hành trình Chúng đ ợc điều khiển bởi các bộ hợp nhấtghép nối với nhau, có khả năng học và nhớ ch ơng trình

1.1.2 Sơ lợc về sự phát triển của Tay máy ,Ngời máy.

Sản phẩm có tên gọi Ngời máy công nghiệp đợc xuất hiện đầu tiên

đó là Vesatran của công ty AMF của Mĩ, cũng vào thời gian này ở Mĩxuất hiện loại ngời máy Unimate-1990 đợc dùng đầu tiên trong kĩnghệ ô tô

Trớc chiến tranh thế giới thứ hai năm 1945, với sự ra đời của cơ cấu

điều khiển từ xa (Teleparator) tạo điều kiện cho Tay máy và ng ời máycông nghiệp bắt đầu b ớc vào thời kỳ phát triển sau này Ban đầu Taymáy và ngời máy là những cơ cấu phỏng sinh học, bao gồm các khâukhớp, các dây chằng gắn liền với hệ điều hành là các cánh tay của conngời, thao tác thông qua các cơ cấu khuyếch đại cơ khí, thực hiện cầmnắm,nâng hạ dịch chuyển, đảo lật, buông thả các đối t ợng trong khônggian nhất định

Từ thập kỷ 50 cùng với sự phát triển của kỹ thuật điều khiển theochơng trình số dựa trên cơ cấu điều khiển vô cấp và máy điện toán đãtạo ra một thế hệ máy móc tự động linh hoạt gọi là “Ng ời máy côngnghiệp”

Từ năm 1960 với sự ra đời của ngời máy công nghiệp Unimate của

Mĩ lần đầu tiên đợc bàn trên thị trờng đã tạo ra một hớng mới trongngành công nghiệp này Đến năm 1969 Mĩ đã chế tạo đ ợc 100 Ngờimáy công nghiệp,cũng vào năm này ở tr ờng Đại học tổng hợp StanfordNguyễn Thị Minh Thao - Lê Thị Thịnh - Nguyễn Ph ơng Hoa 4

Trang 5

(Mĩ )đã hoàn thành việc tạo mẫu Ng ời máy hoạt động theo mô hình

“mắt,tay ”,có khả năng nhận biết và định h ớng bàn tay kẹp theo vị trívật kẹp

Cuối thập kỉ 60 đầu thập kỉ 70 một số n ớc cũng chế tạo thành côngNgời máy công nghiệp nh Anh(1967),Thuỵ Điển và Nhật (1968),CHLB

Đức (1971), Pháp (1972), Italia (1973) Các Ng ời máy, Tay máy thế hệnày đợc gắn thêm các cảm biến ngoại tín hiệu để làm việc trong môi tr -ờng làm việc đợc gắn thêm các thiết bị điện tử để thực hiện các chứcnăng đơn giản nh giác quan của con ngời,có thể ghi nhớ một lợngthông tin nhất định Hệ điều khiển của ng ời máy có sử dụng máy tính

và kết hợp các chơng trình của nó

Từ năm 1975 Ngời máy càng đợc ứng dụng rộng rãi trong quá trình

tự động hoá sản xuất và trong công việc nghiên cứu khoa học, dẫn đếnmột lĩnh vực chuyên nghiên cứu và chế tạo các loại ng ời máy Ngàynay ngời máy đã xâm nhập vào hầu khắp các lĩnh vực hoạt động củacon ngời

Việc ứng dụng ngời máy công nghiệp tại các nớc công nghiệp pháttriển đợc thể hiện trong bảng 1.1 sau:

Bảng1.1

Nớc sản

xuất

1984

1987

Số lợng

Tỷlệ

Trang 6

Các khu vực

khác

1.500 2% 6.600

Hình 1.1 là biểu đồ mô tả số lợng Robot công nghiệp đợc sử dụng năm

1984 và 1987 ở một số nớc công nghiệp phát triển Qua biểu đồ chothấy Nhật bản là nớc sử dụng Robot công nghệp nhiều nhất thế giới

Hình 1.1- Biểu đồ mô tả số lợng Robot công nghiệp ở một số nớc

Việc ứng dụng ngời máy vào sản xuất làm giảm giá thành sảnphẩm,giảm đợc nhiều nhân lực trong các xí nghiệp nhà máy

Ngời máy đợc ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau Các lĩnh vựcnày cũng thay đổi theo sự phát triển của ng ời máy công nghiệp,ổ Mĩtình hình ứng dụng Robot thể hiện trong bảng 1.2

20000

Nhật Bản Mỹ Đức Thụy

Điển

Anh Pháp Italia Các khu

vực khác

Năm 1987 Năm 1984

N ớcsản xuất

Trang 7

Hình 1.2-Biểu đồ ứng dụng Robot công nghiệp và các nghành khác 1.1.3- ứng dụng Robot

Phun Phủ Hàn Phục vụ máy Đúc

dụng khác Sơn Lắp ráp

Năm 1990 Năm 1985

Các lĩnh vực ứng dụng

Trang 8

Mục tiêu ứng dụng Robot công nghiệp nhằm góp phần nâng cao năngsuất dây chuyền công nghệ, giảm giá thành nâng cao chất l ợng và khảnăng cạnh tranh của sản phẩm đồng thời cải thiện điều kiện lao động.

Điều đó xuất phát từ những u điểm cơ bản của Robot, đã đúc kết lạiqua bao nhiêu năm đợc ứng dụng ở nhiều nớc

Robot có thể thực hiện một quy trình thao tác hợp lý, bằng hoặc hơnngời thợ lành nghề một cách ổn định trong suốt thời gian làm việc Khảnăng giảm giá thành do ứng dụng Robot là vì giảm đ ợc đáng kể chi phícho ngời lao động Robot có thể làm tăng năng suất dây truyền côngnghệ Theo số liệu của hãng Fanuc, Nhật Bản thì năng suất có khi tănglên đến 3 lần ứng dụng Robot có thể cải thiện điều kiện lao động.Robot thay con ngời làm việc ở những nơi nguy hiểm, nặng nhọc độchại Cơ khí các công việc nặng nhọc hoặc quá nặng nhọc,công việcphục vụ trên máy và công việc đơn điệu dễ gây mệt mỏi, điển hình làtrong lĩnh vực kĩ nghệ đúc, ngành gia công áp lực, các ngành hàn vànhiệt luyện Khai thác đại dơng(đại dơng chiếm 70% trái đất Robot)dùng để thay thế con ngời lặn xuống đáy đại dơng để nghiên cứu

Ví dụ : ở Nhật dùng Robot để đặt cáp ngầm ở d ới biển, Mĩ sản xuấtcác loại xe tăng bánh xích làm việc ở dới biển sâu 6000m, Pháp sảnxuất các phòng thí nghiệm (nghiên cứu tự động ) ở d ới biển, dùngRobot để lắp ráp công trình biển Robot để nghiên cứu vũ trụ Trongsinh hoạt chế tạo những máy lau nhà, rửa bát Trong văn phong phục vụbệnh nhân, hầu bàn, chữa cháy, giữ trẻ

Trang 9

Hình 1.3 -Kết cấu cơ bản của tay máy DR -4000

1.2.1.Các bộ phận cơ bản của tay máy DR -4000 (Hình 1.3)

Khâu 0 :Thân bệ máy cố định mang tất cả các bộ phận còn lại của tay

máy Thân bệ cố định sẽ đợc lắp một động cơ để dẫn động khâu 1(thông qua khớp trụ 0) là khâu bả vai của tay máy

Khâu 1:Khâu bả vai là bộ phận giữa cánh tay d ới (2) và bệ( 0) Bả vai

thực hiện chuyển động quay góc θ1 quanh trục tâm bệ 0, khi đó cáckhâu nối tiếp với bả vai cũng quay theo Bả vai (1) nối với cánh tay d ới(2 ) bằng khớp bản lề A ta gọi đó là khớp bả vai Khớp này đ ợc lắp

động cơ để dẫn động khâu (2)

Khâu 2: Cánh tay dới là bộ phận giữa bả vai và cùi tay (3) Cánh tay

dới đợc lắp động cơ để dẫn động và chuyển động quay góc θ2 quanhtrục khớp A

Khâu3: Cùi tay là bộ phận giữa cánh tay d ới (2) và cánh tay trên,cùi

tay (3) liên kết với cánh tay d ới (2) bằng khớp bản lề B Tại khớp bản

lề B thuộc cánh tay dới có lắp động cơ để dẫn động cùi tay (3) chuyển

động quay góc θ3 quanh trục B

Khâu 4: Cánh tay trên là bộ phận giữa cùi tay (3) và cổ tay (5) Cánh

tay này đợc liên kết với cánh tay trên (4) bằng khớp trụ C, tại khớp trụ

C thuộc cùi tay (3) có lắp động cơ để dẫn động cánh tay trên quay góc

θ4 quanh trục tâm khớp trụ C

Trang 10

Khâu 5 : Cổ tay là bộ phận giữa cánh tay trên (4) và bàn kẹp (6) Cổ

tay đợc liên kết với cánh tay trên (4) bằng khớp bản lề P Tại khớp Pthuộc cánh tay trên có lắp động cơ để dẫn động cổ tay (5) quay góc θ5

quanh trục khớp P

Khâu 6: Bàn tay kẹp là bộ phận động (khâu động) cuối cùng của taymáy Bàn tay liên kết với cổ tay bằng khớp trụ D, tại khớp trụ D thuộcbàn tay có lắp động cơ dẫn động bằng tay quay góc θ6 quanh trục khớp D Trên bàn tay máy có thể đợc gá lắp một số dụng cụ chẳng hạn:mỏ hàn, mỏ cắt, dụng cụ lắp ráp, sơn .v.v Do bàn

lắp gập, (θ5) và lắc ngang (θ6)

Ngoài các bộ phận (khâu) cơ bản nói trên,Tay máy còn có các khâu(7)và (8) tơng ứng để tạo thành cơ cấu hình bình hành, nhằm tăng độcứng vững cho Tay máy về mặt kết cấu,tạo thuận lợi cho việc lắp rápcác động cơ trên các khớp tại A và B

1.2.2-Hệ thống tay máy hàn DR-4000 (Hình 1.4)

1- Tay máy

2- Trung tâm điều khiển

3- Bộ dạy học

4- Hộp điều khiển bằng tay

5- Cáp điều khiển (nối giữa tay máy và trung tâm điều khiển )

Trang 11

12.1- Cáp nối vật hàn

12.2- Cáp nối mỏ hàn

12.3- Đờng ống dẫn khí (giữa bình chứa khí và bộ cấp dây)

12.4-Cáp điều khiển (nối giữa nguồn hàn và trung tâm điều

khiển) 13- Thiết bị điều chỉnh khí (CO2)

14- ống cách điện

15-Giá đỡ cuộn dây hàn

Trang 13

1.2.3- Tính năng kỹ thuật của Tay máy DR-4000

1- Tay máy :Thực hiện các chức năng di chuyển dụng cụ và thực hiệncác thao tác kỹ thuật và công nghệ nh (hàn, lắp ráp )thay cho ngời thợ 2- Trung tâm điều khiển: Điều khiển toàn bộ các hoạt động của taymáy , các thiết bị đi kèm (Máy hàn,bộ cấp dây,l ợng khí ra)

3- Bộ dạy học:Nhận và truyền dữ liệu ( các thông tin nhớ về vị trí vàhớng của các điểm thuộc quỹ đạo tay máy đi qua)

4- Hộp điều khiển bằng tay: Sử dụng các nút để điều khiển bàn kẹp

đến vị trí đã xác định trên qũy đạo mà tay máy đi qua

5- Cáp điều khiển (nối giữa tay máy và trung tâm điều khiển).Truyềnthông tin và năng lợng

6- Nguồn hàn: Điều khiển chế độ hàn gồm tố độ hàn,thời gian hàn 7- Cáp điều khiển nối giữa nguồn hàn và trung tâm điều khiển).Truyềnnăng lợng

8- Cáp mỏ hàn MAG/CO2: Khí CO2 bảo vệ môi trờng hàn xung quanh 9- Cụm hàn: Khoảng cách giữa que hàn và vật hàn trực tiếp,tiếp xúc 9.1- Cữ mỏ hàn

9.2- Giá đỡ mỏ hàn

9.3- Cữ đầu hàn

10- Bộ cấp dây hàn: Điều khiển động cơ qua cơ cấu chấp hành,hàn đến

đâu bộ hàn kéo dây đến đó

11- Cáp nguồn đồng trục: Chính là cáp điều khiển thông tin và dữ liệu.12- Các loại cáp và đờng ống dẫn khí: Cung cấp l ợng khí bảo vệ chomối hàn

13- Thiết bị điều chỉnh khí CO2 : Điều chỉnh lợng khí khi cần thiết.14- Ông cách điện : Bảo vệ an toàn

15- Giá đỗ cuộn dây: Đỡ dây

Chơng II BậC Tự DO và làm việc của tay máy 2.1 Bậc tự do của tay máy

2.1.1.Khái niệm

Bậc tự do là số khả năng chuyển động độc lập hay là số thông số độc

lập để xác định vị trí của vật rắn trong một hệ toạ độ xác định

Bậc tự do của Tay máy là số khả năng chuyển động của cơ cấu này sovới cơ cấu khác trong hệ toạ độ gắn liền với thân bệ

*ý nghĩa :

Trang 14

Xác định số thông số độc lập cần xác định vị trí các khâu của cơ cấu

2.1.2 Cấu trúc động học của tay máy

Các Tay máy đợc cấu tạo bởi các khâu và khớp, chúng liên kết với nhauthành một chuỗi động Trong đó các khớp đ ợc sử dụng trong chuỗi

động có nhiều loại khác nhau Tuỳ thuộc vào nhiệm vụ thiết kế, ng ời ta

sẽ lựa chọn cho Tay máy những khớp thích hợp.D ới đây giới thiệu cácloại khớp hay sử dụng trong Tay máy và các cơ cấu máy (bảng 2.1)

Bảng 2.1-Các loại khớp động

Về mặt cấu trúc và chuyển động cơ học thì hệ cánh tay,bàn tay của taymáy là một cơ cấu không gian hở và hỗn hợp Các khâu của cơ cấukhông gian đợc nối với nhau bằng các khớp động,th ờng là khớp thấploại5(hạn chế 5 bậc tự do chỉ còn lại chuyển động quay hoặc tịnh tiến).Trên hình 2.1 mô tả cấu trúc động học của tay máy gồm có :

0:Thân hay bệ của tay máy

Khớp vít

55

54

434

Thấp, loại 5Thấp, loại 4Thấp, loai 3Thấp, loại 4

D M

P

A 1

3 4

6 5

 1

B E

13

Trang 15

Hình 2.1- Cấu trúc động học của Tay máy hàn DR -4000

Các góc quay θi (i=1ữ6) là các toạ độ suy rộng tại mỗi khớp quaycủa tay máy

θ1 : góc quay quanh khớp thân 0

θ2 : góc quay quanh khớp bả vai A

θ3 : góc quay quanh khớp cùi tay(khuỷu tay) B

θ4 : góc quay quanh khớp canh tay trên C

θ5 : góc quay của khớp cổ tay P

θ6 : góc quay của khớp bàn tay D

Từ hình 2.1 ta có sơ đồ cấu trúc động học t ơng đơng của tay máy

D M

P

A

0 1

3 4

6 5

 1

14

Trang 16

Hình 2.2- Cấu trúc động học tơng đơng của Tay máy DR - 4000

Sơ đồ này dùng để tính toán động học Tay máy,việc tính toán đ ợc đơngiản và chấp nhận đợc vì :

Do khâu dẫn là các khâu 2 và 3 (có động cơ lắp trên khớp liên kếtkhâu 3 và 2 bằng khớp bả vai B và khớp khuỷu tay C )

Quy luật chuyển động của các khâu không bị ảnh h ởng khi bỏ đi khâunối hình bình hành 7 và 8

2.1.3- Tính số bậc tự do của Tay máy

Vì Tay máy là một cơ cấu không gian nên số bậc tự do của cơ cấutrên hình 2.2 đợc tính theo công thức :

W =6n - (Σi *Pi -Rt r -Rt h ) -Wt h

Trong đó :

n : Số khâu động của Tay máy ta có n =6

Pi :Số khớp loại i tức là có i ràng buộc (hay hạn chế i bậc tự do) ở đây

Vậy số bậc tự do của tay máy W = 6, do đó có 6 khả năng chuyển động

độc lập của cơ cấu Tay máy

2.2- Miền làm việc

2.2.1-Một số định nghĩa:

a- Tâm bàn Tay kẹp của tay máy là một điểm hình học quy ớc

thuộc khâu cuối cùng của Tay máy đợc xác định bởi điểm cuối trêntrục cổ tay

Trang 17

b- Miền làm việc hình học : Là tập hợp các vị trí trong không gian

mà tâm bàn tay kẹp có thể đạt tới đ ợc ứng với các kích thớc hình họcxác định và giới hạn góc quay của các khớp của tay máy

c- Miền làm vệc thực tế: là miền làm việc hình học có tính đến

điều kiện ràng buộc thực tế Những điều kiện này có thể ảnh h ởng đếnthao tác của Tay máy trong miền làm việc hình học, do đó miền làmviệc thực tế bị thu hẹp lại Chẳng hạn trong miền làm việc hình học,chúng ta bố trí các thiết bị làm việc phối hợp cùng Tay máy (ví dụ cácthiết bị hàn , gá lắp …) do phải đáp ứng một yêu cầu công nghệ nào đó,buộc chúng ta phải bố trí một số trang thiết bị trong miền làm việchình học Vì vậy miền làm việc thực tế bị thu hẹp lại

2.2.2-Xác định miền làm việc hình học của Tay máy

A -Vấn đề đặt ra

Theo tà liệu [1] thì miền làm việc của tay máy đ ợc sẽ nh hình 2.3 và2.4.Tuy nhiên trong tài liệu này không nay đến cách xác định miền làmviệc náy nh thế nào Vì vậy trong mục này chúng em đã nghiên cứutừng cách xác định miền làm việc của Tay máy này

Trang 19

Hình2.4 - Miền làm việc hình học của tay

Miền làm việc này đợc xác định theo các kích thớc của Tay máy nhsau :

Góc quay cánh tay dới θ2 =(-150… ữ +90…)

Góc quay cùi tay θ3 =(-120…ữ +150…)

Góc quay cánh tay trên θ4 = (-180… ữ +180… )

Góc quay cổ tay θ5 = (-50… ữ + 230… )

Góc quay bàn tay θ6 = (-320… ữ +320…)

Dấu (+) ứng với chiều qay thuận chiều kim đồng hồ

Dấu (- ) ứng với chiều quay ngợc chiều kim đồng hồ

Trang 20

Để xác định miền làm việc ta chọn vị trí chuẩn ban đầu và giới hạnquay của các khớp của tay máy trong mặt phẳng Axz(hình chiếu cạnh )

và mặt phẳng Axy(hình chiếu bằng ) nh hình 2.5.1 và hình 2.5.2 dới

0

2

3 4

5 6

Trang 21

Hình 2.5.2- Vị trí chuẩn ban đầu của Tay máy DR-4000

(Hình chiếu cạnh)

Nhng trong tài liệu [1] không nói làm cách nào để vẽ ra miền làm việc

nh trên hình 2.3 và 2.4 vì vậy nội dung chủ yếu của mục này là xác

định lại thuật toán vẽ miền làm việc của Tay máy

Mi với i = 1ữ6 (hình chiếu cạnh )

Miền làm việc trên hình chiếu bằng thuộc mặt phẳng Axy là miền làmviệc tạo bởi chuyển đổi của các toạ độ suy rộng θ1 (ở đây trong mặtphẳng Axz,Axy ) vị trí của điểm M không phụ thuộc vào chuyển độngcủa θ3)khi đó các toạ độ suy rộng còn lạiθ2=-76…,θ3=+60…,θ4=0…,θ5=0… hoặc θ2=+59°,θ3=-70° Miền làm việc nàytạo bởi hai cung tròn P6P7,P8P9 và hai đoạn thẳng P7P9 ,P7P8 tơng ứngvới các cung bàn tay kẹp M là các cung M6M9 ,M7M8 ứng với các điểmgiới hạn Pi (với i =6ữ9)

Vậy ta cần xác định toạ độ các điểm Pi ,Mi (i = 1ữ9), bán kính của cáccung tròn và các toạ độ tâm tơng ứng

c- Xác định toạ độ các điểm giới hạn và bán kính cung các cung tròn

Khi xác định toạ độ các điểm Pi ,có thể chọn hệ toạ độ có gốc 0 hoặc A

đều đợc,vấn đề là chọn gốc ở chỗ nào cho tiện tính toán ở đây tachọn gốc tại khớp A của hệ toạ độ Axyz

Trình tự xác định toạ độ các điểm Pi , Mi (i =1ữ 9) các cung tròn vàbán kính tơng ứng

Trang 22

Bớc 1 : xác định điểm P 1 , M 1 (hình 2.6)

• θ2 cho thay đổi từ 0… ữ90…

• θ3 cho thay đổi từ 0… ữ60…

Hình 2.6 -Vị trí của Tay máy ứng với điểm P1, M1

Trang 23

H×nh 2.7 - VÞ trÝ cña Tay m¸y øng víi ®iÓm P2, M2

NguyÔn ThÞ Minh Thao - Lª ThÞ ThÞnh - NguyÔn Ph ¬ng Hoa

Trang 24

XP3=-l2sin30… -l3cos30… +l4sin30…

=-500sin30… -100cos30… +700sin30… =-13(mm)

ZP 3=-l2cos30… -l3sin30… +l4cos30…

=-500cos30… -100sin30… +700cos30… =-1089(mm)

Toạ độ của điểm M3

XM3 = X P3 - (l5 +l6)sin30…

= -13 - (100+100 )sin30… = -113 (mm)

ZM3=ZP3-(l5+l6)cos30… =-1089 -(100 + 100 )cos30… = -1262(mm)

Nguyễn Thị Minh Thao - Lê Thị Thịnh - Nguyễn Ph ơng Hoa

A X

Trang 26

• θ2 cho thay đổi từ -150… ữ -50…

• θ3 cho thay đổi từ +30… ữ -70…

Điểm P4 có toạ độ

= -500 sin50… - 100cos30… + 700cos60… = -120 (mm )

= 500cos50… -100sin30…+ 700sin60… =335(mm)

Trang 27

34 2 2 2

656 237

335 120

1089 13

R b a

Giải hệ ra ta đợc toạ độ tâm cung tròn P3P4 là I (278 , -663) và bánkính cung là P3P4 là R =516 (mm)

X A Z

Trang 28

Cung M3M4: Các điểm M3 ,M4 ,M’ phải thoả mãn phơng trình sau :

−

34 2 2 2

' 829 '

137

' 508 '

20

1262 '

113

R b a

Giải hệ phơng trình ta đợc toạ độ tâm I’ (594 , - 805 ) (mm) và bánkính cung tròn M3M4 là R’3 4 =683 (mm)

Trang 29

3 l l l

l + + + = 100 2 +(700 + 100 + 100)2 = 906(mm).

NguyÔn ThÞ Minh Thao - Lª ThÞ ThÞnh - NguyÔn Ph ¬ng Hoa 28

Trang 30

Nối các cung tròn trên ta đợc miền làm việc của tay máy trong mặtphẳng Axz nh sau :

• θ1 cho thay đổi từ 0… ữ+170….

Trang 31

H×nh 2.12 -VÞ trÝ Tay m¸y øng víi ®iÓm P6,M6

NguyÔn ThÞ Minh Thao - Lª ThÞ ThÞnh - NguyÔn Ph ¬ng Hoa

P D

Trang 33

• θ2 cho thay đổi từ -76… ữ +59…

•θ3 cho thay đổi từ +60… ữ -75…

•θ4 =θ5 = θ6 = 0… =cosnt

+ Điểm P8 có toạ độ

Trang 35

• θ1 cho thay đổi (-170…ữ+170…)

• θ2cho thay đổi (-59…ữ-76…)

•θ3cho thay đổi (+20…ữ+150…)

X

0

X Z

Định dạng
Số trang	71
Dung lượng	616 KB