Loại robot được sử dụng nhiều nhất trong công nghiệp tự động bao gồm robot có khớp nối (loại thông dụng nhất), SCARA robot và gantry robot (thường gọi là robot tọa độ đềcac hay robot xyz). Hầu hết mọi loại robot công nghiệp đều được phân chia theo đặc tính của tay robot. Các robot thông dụng nhất hiện nay là robot có khớp nối (Articulated robot). Robot có khớp nối: một robot có khớp là robot có những khớp quay. Robot có khớp có thể có hai kết cấu nối với nhau rất đơn giản đến những hệ thống có tới hơn 10 kết cấu tương tác với nhau. Chúng có thể dùng để nhấc các chi tiết nhỏ với độ chính xác cực cao. Các robot thường được dùng để làm các nhiệm vụ như hàn, cắt, sơn, lắp ráp, gắp chi tiết, đánh bóng,v.v … Mot so khai niem ve robot cong nghiepMột số thuật ngữ: 1. Số lượng trục (number of axes): cần có ít nhất hai trục để đi đến bất kỳ một điểm nào trên mặt phẳng, 3 trục là ít nhất để đi đến bất kỳ một điểm nào trong không gian. Để có thể điều khiển một cách toàn diện sự di chuyển ở điểm cuối của tay robot (cổ tay robot) cần phải có thêm 3 trục nữa (xoay, dốc và trệch – roll, pitch, yaw) . Một vài thiết kế (ví dụ như robot SCARA) người ta đã đánh đổi sự giới hạn trong khả năng chuyển động để đạt được tính kinh tế, tốc độ và độ chính xác 2. Động học (kinematic): sự sắp xếp thực tế của các kết cấu cứng và các khớp trong robot quyết đinh khả năng di chuyển của robot. Robot được chia theo động học thành các loại Robot có khớp, Robot đề các, song song và SCARA0 3. Tầm hoạt động (working envelope): tầm không gian xa nhất mà robot có thế “với” tới 4. Tải trọng (carrying capacity): khối lượng mà robot có thể nâng 5. Tốc độ (speed): tốc độ robot di chuyển phần cuối của tay( cổ tay robot) 6. Độ chính xác (accuracy): độ chính xác khi di chuyển đến 1 điểm bất kỳ được ra lệnh . Độ chính xác có thể khác nhau khi ở những tốc độ và vị trí khác nhau trong cùng một tầm hoạt động. 7. Kiểm soát di chuyển (motion control): trong một số ứng dụng ví dụ như những ứng dụng gắpđặt đơn giản, robot chỉ di chuyển lặp đi lặp lại đơn thuần đến một số điểm đã được lập trình sẵn. Với những ứng dụng phức tạp hơn, ví dụ như hàn hồ quang, phải có sự kiểm soát di chuyển liên tục để robot di chuyển theo các đường trong không gian. 8. Nguồn (power source): một số robot dùng động cơ điện, một số khác dùng động cơ thủy lực. Loại dùng động cơ điện thì nhanh hơn. Robot dùng động cơ thuỷ lực thì mạnh hơn và có ưu thế hơn trong một số ứng dụng như phun sơn, khi mà tia lửa điện có thể gây nổ. 9. Truyền động (drive): một số robot kết nối động cơ với các khớp qua các thiết bị, một số khác kết nối thẳng động cơ vào các khớp.
Trang 1ROBOT CÔNG NGHIỆP
Bài 1 Xác định vector dịch chuyển khi quay quanh vector y của F1 so với F0
Xác định tọa độ của điểm 2 so với hệ tọa độ F0 nếu biết các tham số: a=4, b=5, c=6 và
∅
1=60
°
Dễ thấy mp X0OZ0 và mp X1OZ1 đồng phẳng
Trong mp X1OZ1: OA = √a2
+b2 = √4 2
+ 5 2 = √41
Ta có: ∅1= 600 => góc X0OZ1 = 300
Trang 2tan(AOZ1) = b a = 5
4
=> góc AOZ1 = 510
=> góc AOX0 = 51- 30 = 21 0
=> Sin (21 0) =OA e hay e = sin (21 0).√41 = 2,29
Cos (210) = OA d hay d= √41 cos (210) = 5,97
Vậy tọa độ của điểm 2 so với hệ tọa độ Fo (Xo Yo Zo) = (d,c,e) = (5,97 ;6 ;-2,29) (Dấu – vì nằm phía bên kia so với trục Zo)
Bài 2 Tìm tọa độ của điểm 2 so với hệ tọa độ F0 nếu biết các tham
số: a=4, b=5, c=6, g=3.5 và ∅
1=60
°
Trang 3Theo bài 1 ta có d= 5,97; e= 2,29 và c =6
Vì hệ trục tịnh tiến theo Xo 1 khoảng g= 3,5 nên ta có:
Sau khi thực hiện phép tịnh tiến theo Xo:
d1= d + 3,5 = 5,97 + 3,5 = 9,47
e1= e = 2,29 và c1=c =6
Vậy tọa độ của điểm 2 so với hệ tọa độ Fo (Xo Yo Zo) = (d1,c1,e1) = (9,47;6 ; -2,29) (Dấu – vì nằm phía bên kia so với trục Zo)
Bài 3 Dịch chuyển tọa độ 10cm theo trục Xo
Quay 1 góc 90 độ quanh trục Zo
Trang 4Xác định ma trận chuyển đổi F2/Fo.
Ta có H = Rot(Zo,90) Trans(10,0,0)
[0 −1 0 01 0 0 0
0 0 0 1][1 0 0 100 1 0 0
0 0 0 1 ]=[0 −1 01 0 0 100
Bài 4 Dịch chuyển tọa độ 10cm theo trục Xo Quay một góc 90 xung quanh trục Z1
Xác định ma trận chuyển đổi F2 / F0
Trang 5H20=Trans(10,0,0) Rot(⃗z1,900)
[1 0 0 100 1 0 0
0 0 0 1][0 −1 0 01 0 0 0
0 0 0 1]=[0 −1 0 101 0 0 0
Bài 5
Trang 6X=[1 0 00 1 0 0.51
0 0 1 0.75
X=Trans (0.5,1,0.75) RPY (0 0,−900,−900)
X=[1 0 00 1 0 0.51
0 0 1 0.75
1 0 0 0
0 0 0 1]=[0 1 00 0 1 0.51
1 0 0 0.75
Trang 7Bài 6 ϴ1 = 2700, ϴ2 = 900,d3 = 200 mm
Ta có : T2 = Ao A2 A2
=[−1 0 0 −6000 1 0 0
0 0 −2 275
0 0 1 200
Trang 8¿[10 −10 00 −600500
0 0 1 200
= [10 −10 00 −600550
Ma trận thuần nhất giữa vật và tay máy :
X = C Tn Gk
Ta có : C = Trans ( 0,0,500) Rot (XR , 90o) Rot (YR+, 90o)
= [1 0 00 1 0 00
0 0 1 500
−1 0 0 0
0 0 0 1]=[1 00 0 −10 00
−1 0 0 0
[0 0 11 0 0 00
0 1 0 500
Gk = Trans (0, 0, 175) Rot (Z3, -90o)
¿[1 0 00 1 0 00
0 0 1 175
0 0 0 1]=[−1 0 00 1 0 00
Ta có:
X = C.T3.Gk =
Trang 9= [0 0 11 0 0 00
0 1 0 500
= [01 00 −10 875550
= [0 0 −10 1 0 700550
X = [0 0 −10 1 0 700550