Tạo hình bề mặt trên máy công cụ điều khiển số1- Khái niệm.. • Trên máy công cụ điều khiển theo chương trình số, đường tác dụng giữa dụng cụ và chi tiết được hình thành nhờ các dịch chuy
Trang 1ROBOT VÀ ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG
Trang 2Nắm được các cấu trúc robot và điều khiển chuyển động tay
máy Động học và động lực học robot Các bộ phận truyền động secvo và cảm biến Thuật toán điều khiển robot theo quĩ đạo
đặt.
Mô tả tóm tắt học phần
Khái niệm cơ bản và phân loại robot, Các phép biến
đổi đồng nhất, Hệ phương trình động lực học robot,
Động lực học và bài toán thiết kế quỹ đaọ chuyển động,
Hệ truyền dẫn và các thiết bị cảm biến
Mục tiêu của học phần
Trang 3Chương 1 Tổng quan về robot công nghiệp
§1.1 tự động hóa & robot công nghiệp
Trang 4Tạo hình bề mặt trên máy công cụ điều khiển số
1- Khái niệm
• Trên máy công cụ điều khiển theo chương trình số, đường tác dụng giữa dụng cụ và chi tiết được hình thành nhờ các dịch chuyển toạ độ trên nhiều trục
Để sản sinh một biên dạng gia công, giữa các chuyển động trên từng trục toạ độ riêng lẻ phải có một quan hẹ hàm số( tuyến tính hoặc phi tuyến)
• Các điểm tựa phải nằm dày đặc đến mức sao cho biên dạng gia công tạo ra đủ chính xác ( không có điểm nào nằm ngoài vùng dung sai cho phép)
• Giá trị toạ độ vị trí các điểm trung gian được tìm ra trong một cụm chức năng của điều khiển số- gọi là
bộ nội suy
Trang 5Tạo hình bề mặt trên máy công cụ điều khiển số
1- Khái niệm.
• Bộ nội suy có nhiệm vụ:
- Tìm ra vị trí các điểm trung gian cho phép hình thành biên dạng cho trước trong giới hạn dung sai xác định.
- Tốc độ đưa ra vị trí các điểm trung gían phải phù hợp với tốc
độ chạy dao.
- Đi tới chính xác các điểm kết thúc chương trình.
• Về mặt kỹ thuật, việc nội suy có thể được thực hiện bằng các thiết bị làm việc theo kiểu số hoặc kiểu tương tự
- Bộ nội suy kiểu tương tự đơn gỉn nhưng độ chính xác hạn chế.
- Trên thực tế người ta dùng các bộ nội suy làm việc theo nguyên tắc số.
Trang 6Tạo hình bề mặt trên máy công cụ điều khiển số
Sau mỗi bước nội suy sẽ được kiểm tra sai lệch vị trí thực
so với đường cong để điều chỉnh chuyển động trên các trục.
- Tính toán theo các thông số của đường cong là hàm của thời gian thực.
- Chuyển các phương trình riêng của hệ sang
phương trình vi phân để tính toán bằng số, sẽ
tìm ra các giá trị chạy dao trên từng tục thông
qua tổng vi phân Phương pháp này gọi là
phương pháp phân tích vi phân số DDA.
(Digital- Differential- Analyse);
) (
) (
t z z
t y y
t x x
Trang 7Tạo hình bề mặt trên máy công cụ điều khiển số
2- Các dạng nội suy
Theo biên dạng nội suy tạo ra, có:
• Nội suy tuyến tính ( thẳng)
• Nội suy phi tuyến ( tròn, parabol)
Đối với nội suy thẳng và nội suy vòng:
• Nội suy thẳng theo 2 trong n trục
• Nội suy thẳng theo n trong n trục
• Nội suy vòng theo 2 trong n trục
• Nội suy vòng theo 2 trong n trục đồng thời với nội suy thẳng theo một trục vuông góc với mặt phẳng của đường tròn nội suy (nội suy đường xoắn vít)
Trang 8Tạo hình bề mặt trên máy công cụ điều khiển số
2- Phương pháp nội suy
a-Các hệ CNC thực hiện
nội suy theo hai mức:
• Nội suy thô: Xác định
toạ độ của các điểm
trung gian giữa điểm
đầu và điểm cuối(P1,
P2, P3,…)
• Nội suy tinh xác: Thực
hiện nội suy tuyến tính
giữa các điểm trung
Trang 9Tạo hình bề mặt trên máy công cụ điều khiển số
b- Phương pháp nội suy DDA
• Phương pháp nội suy tuyến tính
A
B V
X
X X
dt V X
Y
Y Y
dt V Y
t
Y
t
A B
A Y
X
X V
Trang 10Tạo hình bề mặt trên máy công cụ điều khiển số
Chia thời gian T thành các khoảng ∆t=T/N đủ nhỏ
X X
X t
A
− +
=
) (
n N
Y Y
Y t
A
− +
=
∆ +
=
Y n
Y Y
X n
X X
A n
A n
Trang 11Dữ liệu vào:
XA,YA,XB,YB,V, ∆ f (XB-XA) ; (YB-YA) (XB-XA)>(YB-YA)
m=1,2,3…
Trang 12•Phương pháp nội suy vòng
t
Y
t T R
(
2 cos )
2 cos 2
) ( 2 2
sin 2
t
X T
t T
R T dt
dY
t
Y T
t T
R T dt
dX
π π
π
π π
T Y
X t
X
1
) (
2 )
∑
=
∆ +
i
A X i t N
Y t
Y
1
) (
2 )
Trang 13•Nội suy Parabol
• Chủ yếu dùng trên các máy nhiều trục(4,5…)
• Một đường parabol không gian được tạo bởi 3 điểm P1, P2, P3
P2: là điểm giữa của P1 và P5
P5: là điểm giữa của P1 và P3
Trang 14•Nội suy ghép nối.
• Sự nối ghép và chuyển tiếp giứa các đường cong được thực hiện thông qua các tiếp tuyến
• Với kiểu nội suy này các dạng hình học phức tạp
có thể được lập trình bằng cách sử dụng các khối
dữ liệu chương trình ít hơn một cách đáng kể hơn
so với khi sử dụng nội suy thẳng
Trang 153, T¹ Duy Liªm, R« bèt c«ng nghiÖp Nhµ
xuÊt b¶n Khoa häc vµ Kü thuËt
4, NguyÔn M¹nh TiÕn, ĐiÒu khiÓn R« bèt c«ng nghiÖp Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc
Trang 20Có nhi u, robots, ề trong băng chuyền , máy gia công CNC, các tr m s n, h u c n ạ ơ ậ ầ
T i xu ng t qu n lý s n xu t, k t n i v i qu n tr m ng ả ố ừ ả ả ấ ế ố ớ ả ị ạ
Tự động hóa linh hoạt (FMS)