Lời nói đầu
Sự phát triển vợt bậc của cách mạng khoa học kỹ thuật, đặc biệt là trong
lĩnh vực điện tử, tin học đã thúc đẩy các ngành khác, cùng phát triển. Xu hớng
phát triển trong lĩnh vực công nghiệp hiện nay trên thế giới là tự động hoá, linh
hoạt trong sản xuất theo hớng ứng dụng robot công nghiệp vào trong sản xuất.
Tuy nhiên ở Việt Nam hiện nay, việc ứng dụng robot vào trong sản xuất còn
rất hạn chế và mới mẻ. Những kỹ s phải có một kiến thức sâu rộng về robot công
nghiệp và ứng dụng robot công nghiệp vào trong sản xuất. Chính những suy nghĩ
này đã đa chúng em đến với đề tài: "Nghiên cứu, sửa chữa, phục hồi và thiết
kế, lắp đặt hệ thống điều khiển cho robot cấp phôi tự động và xây dựng mô
hình thí nghiệm cho robot pick-up".
Vì đây là một đề tài lớn, nên nhóm chúng em gồm 6 ngời Trần Thái Lai,
Nguyễn Ngọc Thái, Nguyễn Mạnh Toàn, Trần Minh Hải, Bùi Trung Kiên, Phạm
Đức Thành cùng thực hiện đề tài này. Trong đó nhóm ba ngời chúng em tập
trung tìm hiểu và phục hồi các kết cấu cơ khí, điều khiển các cơ cấu chấp hành,
xây dựng mô hình thí nghiệm với chi tiết dạng trụ vào lập trình cho robot chạy
theo mô hình đã xây dựng.
Là những sinh viên cơ khí chuyên ngành chế tạo máy, không có kiến thức
chuyên sâu về điện tử và điều khiển nên chúng em đã gặp không ít những bối rối
và khó khăn khi tiếp cận với đề tài này. Tuy nhiên đợc sự hớng dẫn, chỉ bảo tận
tình của TS. Phạm Văn Hùng, chúng em đã thực hiện thành công đề tài này,
robot và mô hình thí nghiệm đã hoạt động ổn định với độ tin cậy cao và là một
bài thí nghiệm sinh động cho hơn 450 sinh viên ngành chế tạo máy khoá 46.
Vừa qua đề tài của chúng em đã tham gia dự thi sinh viên nghiên cứu khoa
học và đã đợc giải khuyến khích.
Tuy bớc đầu đã có kết quả. Nhng đây là một bài toán thực tế đầu tiên mà
chúng em giải quyết nên không tránh khỏi những sai sót do thiếu kinh nghiệm
thực tế. Chúng em rất mong nhận đợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ
môn Máy và Ma sát học để đề tài của chúng em hoàn thành hơn.
Sau cùng chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo TS. Phạm Văn
Hùng cùng toàn thể các thầy cô giáo trong bộ môn Máy và Ma sát học đã hớng
2
- Châu á có Nhật Bản bắt đầu nghiên cứu ứng dụng IR từ năm 1968.
Đến nay, trên thế giới có khoảng trên 200 công ty sản xuất IR trong số đó
có 80 công ty của Nhật, 90 công ty của Tây Âu, 30 công ty của Mỹ và một số
công ty của Nga, Tiệp
II. Phân loại Robot (IR):
1. Theo chủng loại, mức độ điều khiển, và nhận biết thông tin của tay
máy-ngời máy đã đợc sản xuất trên thế giới có thể phân loại các IR thành các
thế hệ sau:
Thế hệ 1: thế hệ có kiểu điều khiển theo chu kỳ dạng chơng trình cứng
không có khả năng nhận biết thông tin.
Thế hệ 2: thế hệ có điều khiển theo chu kỳ dạng chơng trình mềm bớc đầu
đã có khả năng nhận biết thông tin.
Thế hệ 3: thế hệ có kiều điều khiển dạng tinh khôn, có khả năng nhận biết
thông tin và bớc đầu đã có một số chức năng lý trí của con ngời.
2. Phân loại tay máy theo cấu trúc sơ đồ động:
Thông thờng cấu trúc chấp hành của tay máy công nghiệp đợc mô hình hoá
trong dạng chuỗi động với các khâu và các khớp nh trong nguyên lý máy với các
giả thuyết cơ bản sau:
- Chỉ sử dụng các khớp động loại 5 ( khớp quay, khớp tịnh tiến, khớp vít).
- Trục quay hớng tịnh tiến của các khớp thì song song hay vuông góc với
nhau.
- Chuỗi động chỉ là chuỗi động hở đơn giản:
Ta ví dụ một chuỗi động của một tay máy công nghiệp có 6 bậc tự do, các
khớp A, B, F là các khớp tổng quát, có nghĩa là chúng có thể là khớp quay, cũng
có thể là khớp tịnh tiến, các khớp D, E, K chỉ là những khớp quay. Các khâu đợc
đánh số bắt đầu từ 0 - giá cố định, tiếp đến là các khâu 1, 2, ...n - các khâu động,
khâu tổng quát ký hiệu là khâu i, (i= 1, 2, 3, ...n), khâu n cuối cùng mang bàn kẹp
3
Tuy nhiên trong thực tế, đối với các tay máy chuyên dùng đợc sử dụng
chuyên môn hoá và đặc biệt là để đảm bảo giá thành và giá đầu t vào tay máy
thấp, ngời ta không nhất thiết lúc nào cũng phải chế tạo tay máy có đủ ba khớp
động cho cấu trúc xác định vị trí.
Đối với tay máy công nghiệp đã có hơn 250 loại, trong số đó có hơn 40% là
loại tay máy có điều khiển đơn giản thuộc thế hệ thứ nhất.
Sự xuất hiện của IR và sự gia tăng vai trò của chúng trong sản xuất và xã
hội loài ngời làm xuất hiện một nghành khoa học mới là nghành Robot học
(Robotic). Trên thế giới nhiều nời đã xất hiện những viện nghiên cứu riêng về
Robot.
ở Việt Nam, từ những năm giữa thập kỷ 80 đã có viện nghiên cứu về Robot.
III. Sơ đồ cấu trúc chức năng của Robot:
Vậy Robot là gì? cho tới hiện nay cha có một định nghĩa chính xác về
Robot, và cứ hai năm một lần ngời ta lại tổ chức một hội nghị khoa học bàn về
Robot, nhằm thông tin những thành tựu đã đạt đợc trong nghiên cứu và chế tạo
Robot đồng thời thống kê các thuật ngữ về Robotic, để hiểu đợc về IR trớc hết
chúng ta quan sát sở đồ cấu trúc và chức năng của IR nh sau:
Hình 1-1: Sơ đồ cấu trúc và chức năng của Robot.
Trong sơ đồ trên, các đờng chỉ mối quan hệ thông tin thuận,
thông tin chỉ huy nhiệm vụ Robot. Các đờng chỉ mối liên hệ thông tin ngợc,
thông tin phản hồi về quá trình làm việc của Robot.
Chức năng của bộ phận giao tiếp là liên lạc với ngời vận hành là thực hiện
quá trình dạy học cho Robot, nhờ đó Robot biết đợc nhiệm vụ phải thực hiện.
Chức năng của hệ thống điều khiển là thực hiện việc tái hiện lại các hành
động nhiệm vụ đã đợc học.
5
Thiết bị liên hệ
với người vận
hành
IV. ứng dụng Robot trong công nghiệp:
1. Mục tiêu ứng dụng Robot trong công nghiệp:
Nhằm góp phần nâng cao năng suất day truyền công nghệ, giảm giá thành,
nâng cao chất lợng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm, đồng thời cải thiện điều
6
kiện lao động của con ngời. Điều đó xuất phát từ những u điểm cơ bản của Robot
và đã đợc đúc kết qua nhiều năm đợc ứng dụng ở nhiều nớc. Những u điểm đó là:
- Robot có thể thực hiện một quy trình thao tác hợp lý, bằng hoặc hơn một
ngời thợ lành nghề một cách ổn định trong suốt thời gian làm việc. Vì thế Robot
có thể nâng cao chất lợng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm. Hơn thế nữa
Robot còn có thể nhanh chóng thay đổi công việc, thích nghi nhanh với việc thay
đổi mẫu mã, kích cỡ của sảm phẩm theo yêu cầu của thị trờng.
- Có khả năng giảm giá thành sản phẩm do ứng dụng Robot là bởi vì giảm
đợc đáng kể chi phí cho ngời lao động nhất là ở các nớc phát triển có mức tiền l-
ơng của ngời lao động rất cao, cộng với các khoản phụ cấp và bảo hiểm xã hội.
Theo số liệu của Nhật Bản thì Robot làm việc thay cho một ngời thợ thì tiền mua
Robot chỉ bằng tiền chi phí cho ngời thợ trong vòng 3-5 năm, tuỳ theo Robot làm
việc một ngày mấy ca. Còn ở Mỹ, trung bình trong mỗi giờ làm việc Robot có thể
đem lại tiền lợi là 13 USD. ở nớc ta trong những năm gần đay có nhiều doanh
nghiệp có khoản chi phí về lơng bổng cũng chiếm tỷ lệ cao trong giá thành sản
phẩm.
- Việc ứng dụng Robot có thể làm tăng năng suất của dây truyền công
nghệ. Sở dĩ nh vậy vì nếu tăng nhịp độ khẩn trơng của dây truyền sản xuất, nếu
không thay thế con ngời bằng Robot thì thợ không thể theo kịp hoặc rất chóng mệt
mỏi. Theo tài liệu của Fanuc-Nhật Bản thì năng xuất có khi tăng 3 lần.
7
Hình 1-2: ứng dụng Robot phục vụ máy công cụ
- ứng dụng Robot có thể cải thiện đợc điều kiện lao động. Đó là u điểm
ớc ngoài, có những chức năng Robot đợc trang bị nhng không cần dùng cho công
việc cụ thể mà nó đảm nhiệm dây truyền sản xuất, vì thế mà đội giá lên rất cao,
chỉ có lợi cho nơi cung cấp thiết bị.
Cấu trúc Robot hợp lý nhất là cấu trúc theo modun hoá, nh thế có thể hạ đợc
giá thành sản xuất, đồng thời đáp ứng đợc nhu cầu phục vụ công việc đa dạng. Cấu
trúc càng đơn giản càng dễ thực hiện với độ chính xác cao và giá thành hạ. Ngoài
ra còn có thể tự tạo dựng các Robot thích hợp với công việc trên cơ sở mua lắp các
modun chuẩn hoá. Đó là hớng triển khai hợplý đối với đại bộ phận xí nghiệp trong
nớc hiện nay cung nh trong tơng lai.
3. Các lĩnh vực ứng dụng Robot trong công nghiệp.
- Một trong các lĩnh vực hay ứng dụng Robot là kỹ nghệ đúc. Thờng trong
phân xởng đúc công việc rất đa dạng, điều kiện làm việc nóng nực, bụi bặm, mặt
hàng thay đổi luôn và chất lợng vật đúc phụ thuộc nhiều vào quá trình thao tác.
Việc tự động hoá toàn phần hoặc từng phần quá trình đúc bằng các dây
truyền tự động thông thờng với các máy tự động chuyên dùng đòi hỏi phải có các
thiết bị phức tạp, đầu t khá lớn. Ngày náy ở nhiều nớc trên thế giới Robot đợc
dùng rộng rãi để tự động hoá công nghệ đúc, nhng chủ yếu là để phục vụ các máy
đúc áp lực. Robot có thể làm đợc nhiều việc nh rót kim loại nóng chảy vào khuôn,
cắt mép thừa, làm sạch vật đúc hoặc làm tăng bền vật đúc bằng cách phun cát...
Dùng Robot phục vụ các máy đúc áp lực có nhiều u điểm: đảm bảo ổn định chế độ
9
làm việc, chuẩn hoá về thời gian thao tác, về nhiệt độ và điều kiện tháo vật đúc ra
khỏi khuôn ép... bởi thế chất lợng vật đúc tăng lên.
Trong nghành gia công áp lực điều kiện làm việc cũng khá nặng nề, dễ gây
mệt mỏi nhất là ở trong các phần xởng rèn dập nên đòi hỏi sớm áp dụng Robot
công nghiệp. Trong phân xơng rèn, robót có thể thực hiện những công việc: đa
phôi thừa vào lò nung, lấy phôi đã nung ra khỏi lò, mang nó đến máy rèn, chuyển
lại phôi sau khi rèn và xếp lại vật đã rèn vào giá hoặc thùng... Sử dụng các loại
Robot đơn giản nhất cũng có thể đa năng xuất lao động tăng lên 1,5-2 lần và hoàn
Robot lắp ráp là nâng cao tính linh hoạt để đáp ứng nhiều loại công việc, hạ giá
thành và dễ thích hợp với việc sản xuất loạt nhỏ.
Ngày nay đã xuất hiện nhiều loại dây chuyền tự động gồm các máy vạn
năng và Robot công nghiệp. Các dây chuyền đó đạt mức độ tự động cao, tự động
hoàn toàn, không có con ngời trực tiếp tham gia, rất linh hoạt và không đòi hỏi đầu
t lớn. ở đây các nhà máy và Robot trong dây chuyền đợc điều khiển bằng cùng
một hệ thống chơng trình.
Trong một dây chuyền tự động có các máy điều khiển theo chơng trình Robot
có thể đứng một chỗ hoặc theo di động trên đờng ray.
Kỹ thuật Robot có u điểm quan trọng nhất là tạo nên khả năng linh hoạt hoá
sản xuất. Việc sử dụng máy tính điện tử, Robot và máy điều khiển theo chơng
trình đã cho phép tìm đợc những phơng thức mới mẻ để tạo nên các dây chuyền tự
động cho sản xuất hàng loạt với nhiều mẫu, loại sản phẩm. Dây chuyền tự động
11
cứng gồm nhiều thiết bị tự động chuyên dùng đòi hỏi vốn đầu t lớn, nhiều thời
gian để thiết kế và chế tạo trong lúc quy trình công việc luôn luôn cải tiến, nhu cầu
đối với chất lợng và quy cách của sản phẩm luôn luôn thay đổi. Bởi vậy nhu cầu
mềm hóa hay là linh hoạt hoá dây chuyền sản xuất ngày càng tăng. Kỹ thuật công
nghiệp và máy tính đã đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các dây chuyền tự
động linh hoạt.
Xuất phát từ nhu cầu và khả năng linh hoạt hoá sản xuất, trong những năm
gần đây không chỉ các nhà khoa học mà cả các nhà sản xuất đã tập trung sự chú ý
vào việc hình thành và áp dụng các hệ sản xuất tự động linh hoạt, gọi tắt là hệ sản
xuất linh hoạt. Hệ sản xuất linh hoạt ngày nay thờng bao gồm các thiết bị gia công
đợc điều khiển bằng chơng trình số, các phơng tiện vận chuyển, kho chứa trong
phân xởng đã đợc tự động hoá và nhóm Robot công nghiệp ở vị trí trực tiếp làm
việc với các thiết bị gia công hoặc thực hiện các nguyên công phụ. Việc điều khiển
và kiểm tra điều khiển toàn hệ sản xuất linh hoạt là rất thích hợp với quy mô sản
xuất nhỏ và vừa, thích hợp với yêu cầu luôn luôn thay đổi chất lợng sảm phẩm và
nghiệp đã tiếp thu đợc thành tựu mới đó và ngày càng hấp dẫn. Cao trào phát triển
vào những năm 70 và đánh dấu bằng hội nghị quốc tế lần thứ 6 về Thiết kế chế
tạo và ứng dụng Robot công nghiệp tại Chicago năm 1972, sau đó lại lắng dần
xuống, nhất là sau khủng hoảng dầu mỏ 1975, nh để rút kinh nghiệp áp dụng vào
chỗ nào là phát huy hiệu quả hơn. Đến những năm 80 thì xuất hiện nhu cầu hình
thành các hệ thống sản xuất linh hoạt FMS ( Flexible Manufacturing System) mà
Robot nh là bộ phận cấu thành FMS. Nhu cầu đó kích thích sự phát triển của
Robot công nghiệp. Trong năm 90 Robot công nghiệp cũng có bớc phát triển mới
theo hớng đồng bộ hệ thống trên cơ sỏ vận dụng những thành tựu của công nghệ
thông tin ứng dụng.
13
Bản thân phần kỹ thuật Robot công nghiệp cũng thể hiện các xu thế phát
triển sau đây:
1/ Trong giai đoạn đầu phát triển, ngời ta rất quan tâm đến việc tạo ra những
cơ cấu tay máy nhiều bậc tự do, đợc trang bị nhiều loại cảm biến(sensor) để có thể
thực hiện đợc những công việc phức tạp, nh là để chứng tỏ khả năng thay thế con
ngời trong nhiều loại hình công việc.
2/ Khi đã tìm đợc các địa chỉ ứng dụng trong công nghiệp, thì việc đơn giản
hoá kết cấu để tăng độ chính xác định vị và giảm giá thành đầu t lại là những yêu
cầu thực tế đối với thị trờng hành hoá cạnh tranh. Ngày càng có nhiều cải tiến
trong kết cấu các bộ phận chấp hành, tăng độ tin cậy của các thiết bị điều khiển,
tăng mức thuận tiện và dễ dàng khi lập trình...
3/ Để mở rộng phạm vi ứng dụng cho Robot công nghiệp nhằm thay thế lao
động với nhiều loại hình công việc, ngày càng rõ nét về xu thế tăng cờng khả năng
nhận biết và xử lý tín hiệu từ môi trờng làm việc. Các thành tựu khoa học và tiến
bộ kỹ thuật laser, kỹ thuật tia hồng ngoại, kỹ thuật xử lý ảnh... đã ngày càng hiện
thực xu thế phát triển Robot công nghiệp hớng vào việc thích nghi đợc với môi tr-
ờng làm việc.
4/ Cùng với các xu thế trên Robot công nghiệp luôn luôn đợc định hớng
sản xuất linh hoạt hiện đại. Nó có u điểm là các thiết bị chủ yếu của hệ thống chỉ
đầu t một lần, còn đáp ứng lại sự thay đổi của sản phẩm bằng phần mềm máy tính
điều khiển là chính. Hệ thông FMS rất hiện đại nhng lại thích hợp với quy mô sản
xuất vừa và nhỏ. Ngày nay các nớc phát triển các hệ thống FMS có xu hớng thay
thế dần các thiết bị tự động cứng sản xuất hàng loạt lớn sản phẩm. Các hệ thống
thiết bị tự động cứng này rất đắt tiền mà khi thay đổi về yêu cầu sản phẩm thì phản
đổi mới gần nh hoàn toàn. Nh vậy, chúng nhanh chóng trở nên lạc hậu vì không
thích nghi đợc với thị trờng đầy biến động.
15
ý tởng chủ đạo trong việc tổ chức hệ thống sản xuất hiện đại linh hoạt là
linh hoạt hoá và modul hoá. Một hệ thống sản xuất linh hoạt có thể gồm
nhiều modul linh hoạt. Một trong những hệ thống nh vậy là hệ thống CIM
(Computer Intergrated Manufacturing)- Hệ thống tích hợp sản xuất dùng máy tính.
Để tạo ra các modul sản xuất linh hoạt đó cần có một Robot nh một bộ phận
cấu thành. ở đây, Robot làm những công việc chuyển tiếp giữa các máy công tác
(ví dụ cấp, thoát phôi và dụng cụ cho các máy công tác).
Bản thân cơ cấu tay máy của Robot cũng là một cơ cấu linh hoạt. Đó là cơ
cấu không gian hở (không khép kín), có bậc tự do d thừa nên độ cơ động rất cao.
Mỗi khâu của cơ cấu có động lực riêng và chúng đợc điều khiển bằng chơng trình
phần mềm thay đổi đợc. Có loại Robot lại có thể tự thay đổi thao tác của mình một
cách linh hoạt khi nhận biết đợc các tín hiệu từ sự hoạt động của bản thân (nội tín
hiệu). Những cơ cấu nh vậy là cơ cấu điều khiển linh hoạt.
4.4. Robot song song:
Sơ đồ động cơ cấu tay máy thông thờng là một chuỗi nối tiếp các khâu
động, còn trong Robot song song (RBSS) ở một khâu nào đó có thể nối động với
các khâu khác, tức là nối song song với nhau và cùng hoạt động song song với
nhau. Sự khác nhau về sơ đồ động đó cũng gây nhiều đặc điểm khác biệt về động
16
Robot ngày càng trở nên chuyên dụng: Khi Robot công nghiệp ra đời, ngời
ta thờng cố gắng làm sao để biểu thị hết khả năng của nó. Vì thế xuất hiện rất
nhiều loại Robot vạn năng có thể làm đợc nhiều việc trên dây chuyền. Tuy nhiên
thực tế sản xuất chứng tỏ rằng, các Robot chuyển môn hoá đơn giản hơn, chính
xác hơn, học việc nhanh hơn và quan trong là rẻ tiền hơn Robot vạn năng. Các
Robot chuyên dụng hiện đại đều đợc cấu tạo thành từ các modul vạn năng. Xu thế
modul hoá ngày càng phát triển nhằm chuyên môn hoá việc chế tạo các modul và
từ các modul đó sẽ cấu thành nhiều kiểu Robot khác nhau thích hợp cho từng loại
công việc.
Robot ngày càng đảm nhận nhiều loại công việc lắp ráp: Công đoạn lắp ráp
thờng chiếm tỷ lệ cao so với tổng thời gian sản xuất trên toàn bộ dây chuyền.
Công việc khi lắp ráp là phải đòi hỏi rất cẩn thận, không đợc nhầm lẫn, thao tác
nhẹ nhàng, tinh tế và chính xác nên cần thợ có tay nghề cao và phải làm việc căng
thẳng suất cả ngày.
Khả năng thay thế ngời lao động ở những khâu lắp ráp ngày càng hiện thực
là do đã áp dụng đợc nhiều thành tựu mới về khoa học trong việc thiết kế, chế tạo
Robot. Ví dụ đã tạo ra những cấu hình đơn giản và chính xác trên cơ sở sử dụng
các vật liệu mới vừa bền, vừa nhẹ. Trong đó nên kể đến các loại Robot nh Adept
Oen, SCARA,... Đồng thời do thừa hởng sự phát triển kỹ thuật nhận và biến đổi tín
hiệu (sensor), đặc kỹ thuật nhận và xử lý tín hiệu ảnh (vision) cũng nh kỹ thuật tin
học với các ngôn ngữ bậc cao, Robot công nghiệp đã có mặt trên nhiều công đoạn
lắp ráp phức tạp. Robot di động ngày càng trở nên phổ biến.
Trong các nhà máy hiện đại, tên gọi phơng tiện dẫn đờng tự động AVG
(Automatic Guided Vehicles) đã trở thành quen thuộc. Loại đơn giản là những
chiếc xe vận chuyển nội bộ trong phân xởng đợc điều khiển theo chơng trình với
một quỹ đạo định sẵn. Càng ngày các thiết bị loại này cũng đợc hiện đại hoá nhờ
áp dụng kỹ thuật thông tin vô tuyến hoặc dùng tia hồng ngoại... Vì vậy AGV đã có
thể hoạt động linh hoạt trong phân xởng. Đó chính là Robot linh động và còn gọi
18
thông minh hoá Robot bằng các chơng trình phần mềm có khả năng tự thích nghi
và tự xử lý các tình huống...
Nh vậy bằng cách bổ xung các modul cảm biến và các phần mền phù hợp có
thể nâng cấp cải tiến nhiều loại Robot. Tuy nhiên bản thân các Robot này phải có
các cơ cấu chấp hành linh hoạt chính xác. Ngày nay có nhiều loại Robot thông
minh không những có thể làm việc trong các phân xởng công nghiệp mà còn thao
tác đợc ở bên ngoài, trên các địa hình phức tạp nh các loại Robot vũ trụ (space
Robot), Robot tự hành (walking Robot), Robot cần cẩu (Robot crale), tạo dựng từ
các modul Robot song song...
V. giới thiệu về Robot Hamo .
1. Giới thiệu về Robot Hamô.
Trong công nghệ ép nhựa, có một giai đoạn quan trọng đó là giai đoạn thoát
phôi. Thông thờng, sẽ có một xilanh thuỷ lực riêng để đẩy sản phẩm ra ngoài sau
khi đã đợc làm nguội trong khuôn. Nhng với những sản phẩm ép cần phải qua một
khâu nữa trong quá trình công nghệ, hoặc những sản phẩm có yêu cầu cao về vấn
đề vệ sinh, sạch sẽ thì trong một số máy ép nhựa hiện đại có trang bị một tay máy
chuyên để gắp sản phẩm ra từ khuôn đúc và đặt ra các vị trí khác nh băng chuyền,
vị trí gia công tiếp theo. Những tay máy này sẽ đảm bảo quy trình ép các sản
phẩm nhựa tự động hoàn toàn trên một dây chuyền sản xuất, Hamo chính là một
trong những tay máy nh thế.
2. Cấu trúc tay máy.
Tay máy là phần cơ sở, quết định khả năng làm việc của Robot. Đó chính là
thiết bị cơ khí đảm bảo cho Robot có khả năng chuyển động trong không gian và
khả năng làm việc, nh nâng, hạ, lắp ráp...ý tởng ban đầu của việc thiết kế và chế
tạo tay máy là mô phỏng các chức năng làm việc của tay ngời. Về sau, đây không
phải là điều bắt buộc nữa. Tay máy hiện nay rất đa dạng và phong phú và nhiều
loại có dáng vẻ khác xa so với con ngời. Tuy nhiên trong kỹ thuật Robot ta vẫn
dùng các thuật ngữ quen thuộc nh vai (shoulder), cánh tay (arm), cổ tay (Wrist),
20
Tay máy kiểu toạ độ trụ: Khác tay máy kiểu toạ độ Đềcác ở khớp đầu tiên:
dùng khớp quay thay cho khớp trợt. Vùng làm việc của nó có dạng hình trụ rỗng.
Khớp trợt nằm ngang cho phép tay máy thò vào khoảng rỗng nằm ngang. Độ cứng
vững của tay máy trụ rất tốt, thích hợp với tải trọng nặng, độ chính xác định vị góc
trong mặt phẳng ngang giảm khi tầm với tăng.
Tay máy kiểu toạ độ cầu: Khác kiểu trụ do khớp thứ hai là khớp trợt đợc
thay bằng khớp quay. Nếu quỹ đạo chuyển động của phần công tác đợc mô tả
trong toạ độ cầu thì mỗi bậc tự do tơng ứng với một khả năng chuyển động và
vùng làm việc của nó là khối cầu rỗng. Độ cứng vững của loại tay máy này thấp
hơn hai loại trên và độ chính xác định vị phụ thuộc vào tầm với. Tuy nhiên loại
này có thể nhặt đợc cả vật dới nền.
SCARA đợc để xuất lần đầu tiên vào năm 1979 tại trờng đại học Yahanashi
(Nhật bản), dùng cho công việc lắp ráp. Đó là một tay máy có cấu tạo đặc biệt
gồm hai khớp quay và một khớp trợt, nhng cả 3 khớp đều có trục song song với
nhau. Kết cấu này làm tay máy cứng vững hơn theo phơng thẳng đứng nhng kém
cứng vững theo phơng đợc chọn là phơng ngang. Loại này chuyên dùng cho lắp
ráp, với tải trọng nhỏ, theo phơng thẳng đứng. Từ SCARA là viết tắt của: Selective
Compliance Asembly Robot Arm để mô tả các hoạt động trên. Vùng làm việc của
SCARA là một hình trục rỗng.
Tay máy kiểu tay ngời: Có cả 3 khớp đều là khớp quay, trong đó trục thứ
nhất vuông góc với hai trục kia. Do sự tơng tự với tay ngời, khớp thứ hai đợc gọi là
khớp vai, khớp thứ 3 là khớp khuỷu tay nối cẳng tay với khuỷu tay. Với kiểu kết
cấu này không có sự tơng ứng giữa khả năng chuyển động giữa các khâu và số bậc
23
tự do. Tay máy làm việc rất khéo léo nhng độ chính xác định vị phụ thuộc vào
phần công tác trong vùng làm việc. Vùng làm việc của tay máy kiểu này gần
giống một phần khối cầu.
Toàn bộ kết cấu ở trên chỉ liên quan đến khả năng định vị của phần công
tác. Muốn định hớng nó cần bổ xung phần cổ tay. Muốn định hớng một cách tuỳ ý
tay máy Harmo.
1. Động cơ điện ba pha.
1.1. Khái niệm chung.
ở bậc tự do di chuyển theo trục X có sử dụng đến động cơ xoay chiều
không đồng bộ ba pha. Động cơ điện làm việc theo nguyên lý cảm ứng từ, có tốc
độ quay của roto - n (tốc độ của máy) khác với tốc độ quay của từ trờng n
1
.
Động cơ điện không đồng bộ có hai dây quấn: dây quấn stato (sơ cấp) nối
với lới điện tần số không đổi f. Dây quấn roto (thứ cấp) đợc nối tắt lại hoặc khép
kín qua điện trở. Dòng điện trong dây quấn roto đợc sinh ra nhờ sức điện động
cảm ứng có tần số f
2
phụ thuộc vào tốc độ roto nghĩa là phụ thuộc vào tải ở trên
trục của máy.
Động cơ điện không đồng bộ so với các loại động cơ khác có cấu tạo và vận
hành không phức tạp, giá thành rẻ, làm việc tin cậy nên đợc sử dụng nhiều trong
sản xuất và sinh hoạt. Dới đây ta chỉ xét động cơ điện không đồng bộ. Động cơ
điện không đồng bộ có các loại: động cơ ba pha, hai pha và một pha.
25
Copyright: Tài liệu đại học ©