Nâng cao chất lượng điều khiển cho robot Scara, chương 5 doc

Chương 5: Cấu tạo tay máy robot
Scara Serpent
2.2.1.1. Cấu hình của robot Scara Serpent
Bao gồm một chuỗi các thanh cứng được liên kết với nhau bởi các
khớp:
Hình 2.4: Cấu hình và các hệ trục tọa độ gắn trên Robot Scara
Serpent.
Robot Scara Serpent g
ồm 3 khớp chuyển động quay và một
khớp chuyển động tịnh tiến. Gắn cho mỗi thanh nối một hệ trục toạ
độ, ta có:
- Khớp 1 quay quanh trục z
0
góc θ
1
.
- Khớp 2 quay quanh trục z
1
góc θ
2
.
- Kh
ớp 3 chuyển động tịnh tiến theo trục z
2
đoạn d
3
.
- Kh
ớp 4 quay quanh trục z
3
góc θ

4
.
2.2.1.2. Các thông số kỹ thuật của robot Scara Serpent
Thông số của động cơ 1, 2, 3 tương ứng với các khớp 1, 2, 4
của tay máy robot Scara Serpent (xem bảng 2.1).
-
Động cơ 1 truyền động cho khớp 1 (main).
- Động cơ 2 truyền động cho khớp 2 (fore).
- Động cơ 3 truyền động cho khớp 4 - khớp cổ tay (wrist).
Bảng 2.1: Thông số các động cơ của robot.
T
T
Loại U(
V)
I(
A)
M(N
m)
N(v/
p)
P(
W)
J(Kg.
m
2
)
R(
)
L(


H)
m(K
g)
1 J9Z
F
12 4,8 4.10
-2
2100 15 0,32.1
0
4
1,3
8
100 0,6
2 J9Z
F
12 4,8 4.10
-2
2100 15 0,32.1
0
4
1,3
8
100 0,6
3 J12
ZF
12 4,8 1,210
2
2100 26 1,5.10
-
4

0,9
5
100 1
Bảng 2.2: Các thông số động học của robot Scara Serpent.
TT Thông số Kích thước động học
1 m
1
= 4
Kg
Khối lượng thanh nối 1.
2 m
2
= 1.5
Kg
Khối lượng thanh nối 2.
3 m
3
= 2
Kg
Khối lượng thanh nối 3.
4 m
4
= 0.6
Kg
Khối lượng thanh nối 4.
5 a
1
= 0.25
m
Chiều dài thanh nối giữa 2 khớp main và fore .

6 a
2
= 0.15
m
Chiều dài thanh nối giữa 2 khớp fore và cổ tay .
7
d
3
Chiều dài thanh nối d
3
phụ thuộc vào chế độ làm
vi
ệc của tay máy.
2.2.2. Giới hạn không gian làm việc của robot Scara Serpent
Các biến khớp có các giới hạn góc quay như sau :

1
= -96
0
 96
0
( so với trục Ox ).

2
= -115
0
 115
0
(so với trục thanh 1).
Chuyển động quay của khớp thứ nhất có hình chiếu bằng

trong hệ trục toạ độ OX
0
Y
0
và OX
1
Z
1
(Hình 2.5) tương ứng với
góc quay tổng trong thực tế là 192
0
. Chuyển động quay của khớp
thứ hai có hình chiếu bằng trong hệ trục toạ độ OX
1
Y
1
và OX
2
Y
2
tương ứng với góc quay tổng là 230
0
. Từ đó ta có thể thấy được
hình chiếu giới hạn không gian làm việc của nó (Hình 2.6).
Hình 2.5: Giới hạn góc quay của 2 khớp.
Hình 2.6: Giới hạn không gian làm việc của robot Scara
Serpent.
Như vậy khoảng không gian mà tay máy có thể với tới là
toàn b
ộ hình trụ với đáy có đường giới hạn bên trong là một

cung tròn có bán kính r = 0.231 (m) và đường giới hạn bên ngoài
là đường tròn bán kính R = 0.4 (m).
Khi bi
ết được vị trí nào mà tay máy có thể đến được chúng
ta có thể lập trình trong Matlab để tìm vị trí, quỹ đạo nào mà tay
máy có th
ể vươn tới (được xét đến ở chương III trong bản luận văn
này).