Đồ án tốt nghiệp cơ điện tử Tự động thiết kế quỹ đạo và điều khiển Robot Scara ứng dụng trong gia công cơ khí.
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.93 MB, 79 trang )
1
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 4
CHƯƠNG 1 6
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 6
1.1. Tên đề tài 6
1.2. Tính cấp thiết của đề tài 6
1.3. Mục đích của đề tài 6
1.4. Nội dung của đề tài 6
1.5. Kết quả cần đạt được 7
1.6. So sánh với máy CNC 3 trục 7
CHƯƠNG 2 8
NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ ROBOT VÀ MÃ LỆNH G DÙNG TRONG GIA
CÔNG CNC 8
2.1. Sơ lược quá trình phát triển 8
2.2. Những ứng dụng điển hình của Robot 9
2.3. Một số khái niệm về Robot 10
2.4. Phân loại Robot công nghiệp 12
2.5. Cấu tạo của Robot Scara 4 khâu 14
2.6. Tìm hiểu về các mã lệnh G trong gia công CNC 17
CHƯƠNG 3 20
TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ROBOT 20
3.1 Tính toán động học 20
2
3.1.1 Phương pháp Denavit – Hartenberg 20
3.1.2. Bài toán thuận 21
3.1.3. Không gian làm việc của Robot 23
3.1.4. Bài toán ngược 26
3.2 Động lực học Robot 29
3.2.1. Cơ học và các vấn đề động lực học Robot 29
3.2.2. Phương trình động lực học Robot 30
3.3. Ứng dụng Matlab để lập phương trình động lực học Robot Scara 37
3.3.1. Gắn hệ quy chiếu lên các khâu 37
3.4. Phân tích lực cắt khi phay mặt đầu 48
3.5 Thiết kế bộ điều khiển Robot theo phương pháp Lyapunov 50
CHƯƠNG 4 53
THIẾT KẾ QUỸ ĐẠO VÀ ĐIỀU KHIỂN ROBOT SCARA 53
4.1. Thiết kế quỹ đạo và quá trình đọc file .NC 53
4.1.1 Thiết kế quỹ đạo 53
4.1.2. Mô tả hoạt động 53
4.1.3. Quá trình đọc file .NC 54
4.1.4. Các nguyên công được thực hiện trong quá trình gia công 55
4.1.5. Kiểm tra kết quả 58
4.2. Mô phỏng Robot Scara bằng Matlab Simulink 61
4.2.1. Giới thiệu Matlab Simulink: 61
4.2.2. Mô phỏng Robot Scara 62
CHƯƠNG 5 68
3
KẾT LUẬN CHUNG 68
5.1. Một số kết quả chính trong đồ án 68
5.2. Một số vấn đề có thể tiếp tục mở rộng nghiên cứu 69
Phụ Lục 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO 79
4
LỜI NÓI ĐẦU
Đặc trưng của sản phẩm công nghệ hiện đại là tính chất linh hoạt hóa để đáp
ứng sự biến động thường xuyên của thị trường cạnh tranh. Cơ điện tử nói chung và
Robot nói riêng tạo ra sự chuyển biến về chất với tư duy mới trong tổ chức sản xuất và
trong bản thân sản phẩm tạo ra.
Trước đây người ta coi robot là phương tiện để tiết kiệm chi phí lao đông. Ngày
nay Robot có vai trò quan trọng hơn trong sản xuất, chúng là một phần của kế hoạch
cạnh tranh toàn cầu. Robot có vai trò và ý nghĩa quan trọng trong nhiều lĩnh vực của
cuộc sống. Tuy nhiên trên thực tế Robot mới được sử dụng vào các việc như hàn, gắp
và di chuyển vật, Việc thiết kế chương trình điều khiển Robot tự động gia công cơ khí
là cần thiết giúp giảm bớt được các khâu và giảm được thời gian trong quá trình gia
công.
Hoàn thành đồ án này phần lớn là nhờ sự hướng dẫn, chỉ bảo của cô giáo TS.
Đinh Thị Thanh Huyền, các thầy giáo bộ môn Kỹ Thuật Máy cùng các bạn trong nhóm
đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án này. Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành
tới thầy cô.
Mặc dù đã rất cố gắng nhưng chắc chắn đồ án này của chúng em không tránh
khỏi những sai sót. Kính mong nhận được sự đánh giá đóng góp của quý thầy cô và các
bạn để giúp đỡ chúng em hoàn thiện hơn trong các nghiên cứu sau này.
Hà nội ngày 5 tháng 5 năm 2014
Sinh viên thực hiện
Chúng em xin chân thành cả ơn!
5
DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT
STT
Kí hiệu
Diễn giải nội dung đầy đủ
1
a
i
Chiều dài khâu theo trục Ox
2
α
i
Góc quay quanh truc Ox
3
d
i
Chiều dài khâu theo truc Oz
4
θ
i
Góc quay quanh trục Oz
5
n
Số bậc tự do của Robot
6
DH
Denavit Hartemberg
7
q
i
Biến khớp thứ i
8
Vận tốc biến khớp i
9
Gia tốc biến khớp thứ i
10
i
sq
i
sin(q )
11
i
cq
i
cos(q )
6
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1. Tên đề tài
Tự động thiết kế quỹ đạo và điều khiển Robot Scara ứng dụng trong gia công cơ khí.
1.2. Tính cấp thiết của đề tài
Robot được áp dụng trong nhiều lĩnh vực dưới góc độ thay thế sức người. Mục đích
sử dụng trong các dây chuyền sản xuất nhằm nâng cao năng suất, chất lượng và hiệu quả
sản xuất từ đó giảm giá thành sản phẩm nâng cao khả năng cạnh tranh.
Robot có vai trò và ý nghĩa quan trọng trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống. Tuy
nhiên trên thực tế Robot mới được sử dụng vào các việc như hàn, gắp và di chuyển vật,
Việc thiết kế và sử dụng Robot trong gia công cơ khí là cần thiết giúp giảm bớt được các
khâu và giảm được thời gian trong quá trình gia công.
1.3. Mục đích của đề tài
Đề tài thực hiện việc thiết kế chương trình điều khiển Robot Scara tự động gia công
cơ khí. Các chương trình gia công được lưu trong file .NC. Các chương trình gia công này
được biên dịch để đưa ra quỹ đạo cần di chuyển tương ứng của Robot.
1.4. Nội dung của đề tài
- Tìm hiểu về các mã lệnh G trong gia công CNC.
- Tìm hiểu về bài toán động học thuận và ngược của robot Scara.
- Thiết kế quỹ đạo chuyển động của robot Scara bằng cách biên dịch quỹ đạo dao
trong file .nc xuất ra từ các phần mềm CAM.
- Lập phương trình động lực học cho robot Scara.
- Mô phỏng điều khiển robot Scara đi theo quỹ đạo vừa thiết lập. Kiểm tra sai số
giữa quỹ đạo mong muốn và quỹ đạo thực tế.
7
- Kết luận.
1.5. Kết quả cần đạt được
Tìm hiểu về Robot và ứng dụng của nó trong quá trình gia công cơ khí. Đọc được
file .NC xuất ra khi mô phỏng quá trình gia công trên phần mềm Mastercam, từ đó thực
hiện giải bài toán ngược để tính toán ra các giá trị q tại các khớp để thiết kế quỹ đạo và sử
dụng Matlab simulink để tiến hành mô phỏng, điều khiển Robot khi thực hiện gia công
chi tiết như một máy CNC.
1.6. So sánh với máy CNC 3 trục
Việc sử dụng Robot Scara trong gia công cơ khí có cấu tạo đơn giản, khối lượng
nhỏ, thuận tiện và linh hoạt hơn so với một máy CNC 3 trục. Ngoài ra việc sử dụng Robot
vào việc gia công cơ khí còn có thể tích hợp được rất nhiều khâu, Robot có thể vừa làm
công việc gắp phôi, di chuyển phôi và thực hiện gia công khi ta thay dao thích hợp vào
bàn tay kẹp,… từ đó tiết kiệm được rất nhiều công đoạn cũng như thời gian sản xuất, và
làm tăng năng suất của quá trình sản xuất, giảm được chi phí khi gia công… Và tùy vào
đặc điểm của từng loại Robot mà có thể thiết kế gia công được như các máy CNC 4 trục
và 5 trục.
Tuy nhiên, để so sánh với một máy CNC 3 trục chuyên sử dụng trong quá trình gia
công cơ khí thì nó vẫn còn rất nhiều mặt hạn chế như chỉ gia công được những chi tiết
đơn giản, có kích thước và khối lượng không lớn, hạn chế trong các khâu thay giao hay
bù chiều dài và đường kính dao trong quá trình gia công, Robot cũng không có chức năng
bật tưới nguội trong quá trình gia công, cho nên khi sử dụng Robot trong gia công cơ khí
cần lắp thêm bộ phận có thể bật nước tưới nguội…
8
CHƯƠNG 2
NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ ROBOT VÀ MÃ LỆNH G DÙNG
TRONG GIA CÔNG CNC
2.1. Sơ lược quá trình phát triển
Thuật ngữ Robot được sinh ra từ trên sân khấu, không phải trong phân xưởng sản
xuất. Những Robot xuất hiện lần đầu tiên trên ở trên NewYork vào ngày 09/10/1922
trong vở “Rossum’s Universal Robot” của nhà soạn kịch người Tiệp Karen Kapek viết
năm 1921, còn từ Robot là cách gọi tắt của từ Robota - theo tiếng Tiệp có nghĩa là công
việc lao dịch.
Những Robot thực sự có ích được nghiên cứu để đưa vào những ứng dụng trong
công nghiệp thực sự lại là những tay máy. Vào năm 1948, nhà nghiên cứu Goertz đã
nghiên cứu chế tạo loại tay máy đôi điều khiển từ xa đầu tiên, và cùng năm đó hãng
General Mills chế tạo tay máy gần tương tự sử dụng cơ cấu tác động là những động cơ
điện kết hợp với các cử hành trình. Đến năm 1954, Goertz tiếp tục chế tạo một dạng tay
máy đôi sử dụng động cơ servo và có thể nhận biết lực tác động lên khâu cuối. Sử dụng
những thành quả đó, vào năm 1956 hãng General Mills cho ra đời tay máy hoạt động
trong công việc khảo sát đáy biển.
Cũng trong lĩnh vực này, một thành tựu khoa học công nghệ đáng kể đã đạt được
vào năm 1970 là xe tự hành thám hiểm bề mặt của mặt trăng Lunokohod 1 được điều
khiển từ trái đất
Năm 1962, Robot Unmation đầu tiên được đưa vào sử dụng tại hãng General
Motors; và năm 1976 cánh tay Robot đầu tiên trong không gian đã được sử dụng trên tàu
thám hiểm Viking của cơ quan không Gian NASA của Hoa Kỳ để lấy mẫu đất trên sao
Hoả.
Từ những năm 80 nhất là những năm 90, do áp dụng rộng rãi các tiến bộ kỹ thuật về
vi xử lý và công nghệ thông tin, số lượng Robot công nghiệp đã tăng nhanh, giá thành
9
giảm đi rõ rệt, tính năng có nhiều bước tiến vượt bậc. Nhờ vậy Robot công nghiệp đã có
một vị trí quan trọng trong các dây truyền sản xuất hiện đại.
2.2. Những ứng dụng điển hình của Robot
- Ứng dụng trong công nghệ hàn:
Hình 2.1 Hệ thống Robot hàn vỏ ô tô
- Robot được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Những ứng dụng
ban đầu bao gồm gắp đặt vật liệu, hàn điểm và phun sơn.
- Một trong những công việc kém năng suất nhất của con người là rèn kim loại ở
nhiệt độ cao. Các công việc này đòi hỏi công nhân di chuyển phôi có khối lượng lớn
với nhiệt độ cao khắp nơi trong xưởng. Việc tuyển dụng công nhân làm việc trong
môi trường nhiệt độ cao như vậy là một vấn đề khó khăn đối với ngành công nghiệp
này, và Robot ban đầu đã được sử dụng để thay thế công nhân làm việc trong điều
kiện môi trường ngặt nghèo như trong lò đúc, xưởng rèn, và xưởng hàn.
10
2.3. Một số khái niệm về Robot
- Viện nghiên cứu Robot Hoa Kỳ đưa ra một định nghĩa về Robot như sau:
“Robot là 1 tay máy nhiều chức năng. Thay đổi được chương trình hoạt động, được
dùng để di chuyển vật liệu, chi tiết máy, dụng cụ hoặc dùng cho những công việc đặc biệt
thông qua những chuyển động khác nhau đã được lập trình nhằm mục đích hoàn thành
những nhiệm vụ đa dạng” (Schlussel, 1985).
- Định nghĩa Robot còn được Mikell P.Groover, một nhà nghiên cứu hàng đầu
trong lĩnh vực Robot, mở rộng hơn như sau:
“Robot công nghiệp là những máy, thiết bị tổng hợp hoạt động theo chương trình có
những đặc điểm nhất định tương tự như con người”.
- Định nghĩa của M.P.Groover về Robot không dừng lại ở tay máy mà mở rộng ra
cho nhiều đối tượng khác có những đặc tính tương tự như con người như là suy
nghĩ, có khả năng đưa ra quy định và có thể nhìn thấy hoặc cảm nhận được đặc điểm
của vật hay đối tượng mà nó phải thao tác hoặc xử lý.
- Theo Artobolevski I.I., Vorobiov M.V. và các nhà nghiên cứu thuộc trường phái
khối SEV trước đây thì phát biểu rằng:
“Robot công nghiệp là những máy hoạt động tự động được điều khiển theo chương
trình để thực hiện việc thay đổi vị trí của những đối tượng thao tác khác nhau với mục
đích tự động hoá các quá trình sản xuất”. Sự thống nhất trong tất cả các định nghĩa nêu
trên ở đặc điểm “điều khiển theo chương trình”. Đặc điểm này của Robot được thực hiện
nhờ sự ra đời của những bộ vi xử lý (microprocessors) và các vi mạch tích hợp chuyên
dùng được là “chip” trong những năm 70.
- Theo Giáo sư Sitegu Watanabe (Đại học Tổng hợp Tokyo) thì một Robot công
nghiệp phải thoả mãn yếu tố sau:
+ Có khả năng thay đổi chuyển động;
+ Có khả năng cảm nhận được đối tượng thao tác;
11
+ Có số bậc chuyển động (bậc tự do) cao;
+ Có khả năng thích nghi với môi trường hoạt động;
+ Có khả năng hoạt động tương hỗ với đối tượng bên ngoài;
- Theo Giáo sư Masahiro Mori (Viện công nghệ Tokyo) thì Robot công nghiệp
phải có các đặc điểm sau:
+ Có khả năng thay đổi chuyển động;
+ Có khả năng xử lý thông tin (biết suy nghĩ);
+ Có tính vạn năng;
+ Có những đặc điểm của người và máy;
- Từ những khác biệt trong định nghĩa về Robot, căn cứ vào tính linh hoạt của
những hệ thống sản xuất có áp dụng Robot P.J.McKerrow, một nhà nghiên cứu về
Robot của Úc đã đưa ra một định nghĩa ở một góc độ khác:
Theo ông, Robot là một loại máy có thể lập trình để thực hiện những công việc đa
dạng tương tự như một máy tính, là một mạch điện tử có thể lập trình để thực hiện những
công việc đa dạng.
Những chiếc Robot công nghiệp đầu tiên được chế tạo vào năm 1956 bởi công ty
Unimation của George Devol và Joseph F. Engelberger ở Mỹ. Các Robot đầu tiên này chủ
yếu được dùng để vận chuyển các vật thể trong một phạm vi nhỏ. Tính năng làm việc của
Robot ngày càng được hoàn thiện và nâng cao hơn, nhất là khả năng nhận biết và xử lý
các thông tin. Các Robot ngày nay được trang bị thêm các loại cảm biến khác nhau để
nhận biết môi trường xung quanh và nhờ các thành tựu to lớn trong các lĩnh vực như điều
khiển học, tin học và điện tử học mà các Robot có thêm nhiều tính năng đặc biệt. Nhờ vậy
mà các Robot công nghiệp đã có một vị trí quan trọng trong các dây chuyền sản xuất hiện
đại, nhất là trong các dây chuyền sản xuất tự động linh hoạt (FMS). Do đó các nước đang
đẩy mạnh việc sản xuất các Robot công nghiệp để ứng dụng vào các ngành công nghiệp,
12
đi đầu trong lĩnh vực chế tạo Robot công nghiệp hiện nay đó là Nhật Bản, kế đến là Mỹ,
Đức, Ý, Pháp, Anh và Hàn Quốc.
2.4. Phân loại Robot công nghiệp
- Phân loại theo kết cấu:
Phân loại theo kết cấu gồm có Robot chuỗi và Robot song song.
+ Robot chuỗi: là một chuỗi động học hở với một khâu cố định gọi là đế và các
khâu động, trong đó các khâu động được bố trí nối tiếp với nhau. Mỗi khâu động
được liên kết hay nối động với một khâu khác nhờ các khớp liên kết.
Hình 2.2 Robot cấu trúc nối tiếp
+ Robot song song: là một chuỗi động học kín, ở đó mỗi khâu luôn luôn được liên
kết với ít nhất hai khâu khác.
13
Hình 2.3 Robot cấu trúc song song
- Phân loại theo phương pháp điều khiển
Có 2 loại Robot là điều khiển hở và điều khiển kín.
+ Điều khiển hở: dùng truyền động bước (động cơ điện hoặc động cơ thủy lực,
khí nén), điều khiển loại này không sử dụng tin hiệu phản hồi. Kiểu này đơn giản
nhưng cho độ chính xác thấp.
+ Điều khiển kín: (điều khiển kiểu servo) sử dụng tín hiệu phản hồi vị trí để tăng
độ chính xác điều khiển. Có hai kiểu điều khiển servo: Điều khiển điểm-điểm và
điều khiển theo đường (contour).
- Phân loại theo ứng dụng
Dựa vào những ứng dụng của robot trong sản xuất ta có những loại robot sau: robot
sơn, robot hàn, robot lắp ráp, robot dùng trong ngành dịch vụ, robot chuyển phôi.
Bên cạnh đó, robot công nghiệp còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác như
trong môi trường độc hại, ngành nông nghiệp và ngành thực phẩm.
Robot Scara (Selectively Compliant Articulated Robot Arm) có nghĩa là có thể lựa
chọn dễ dàng khớp nối cánh tay Robot.
14
Do chuyển động của robot Scara đơn giản, dễ dàng điều khiển nên nó được sử dụng
khá phổ biến trong công nghiệp. Tiêu biểu cho nhóm robot này ta nghiên cứu robot Scara
bốn bậc tự do.
Hình 2.4 Robot Scara
2.5. Cấu tạo của Robot Scara 4 khâu
Robot Scara được cấu tạo bởi một chuỗi các thanh cứng liên kết với nhau bởi các
khớp.
Robot Scara gồm 3 khớp chuyển động quay và một khớp chuyển động tịnh tiến. Tùy
vào vị trí của tay mà các thanh nối cũng như các khớp sẽ có vị trí khác nhau trong không
gian và ngược lại.
15
Hình 2.5 Mô hình Robot Scara 4 khâu (RRTR)
- Cấu tạo: Cấu tạo của Robot thường có 3 bộ phận chủ yếu:
+ Tay máy
+ Bộ phận dẫn động
+ Bộ phận điều khiển
Trong đó:
+ Tay máy: là bộ phận cơ khí quan trọng, đóng vai trò là 1 bộ phận chấp hành của
Robot.Tay máy cấu tạo bởi các khâu và các khớp nhằm mô phỏng theo nguyên
tắc hoạt động của bàn tay con người.
+ Bộ phận dẫn động bao gồm: các động cơ (có thể là động cơ điện, khí nén hoặc
thủy lực) để tạo nên chuyển động cho các khớp của tay máy.
16
+ Bộ phận điều khiển: giữ vai trò quan trọng như là bộ não của con người. Bộ
điều khiển được dùng để điều khiển các hoạt động của Robot. Bộ phận điều khiển
được thực hiện thông qua một hệ thống chương trình điều khiển – mỗi chương
trình đảm nhận một nhiệm vụ cụ thể.
Ví dụ một Robot Scara thật:
Hình 2.6 Robot IX-NNN70□□ [H]
17
Thông số kỹ thuật:
2.6. Tìm hiểu về các mã lệnh G trong gia công CNC
Một số mã lệnh G hay dùng trong gia công CNC:
G0: định vị chạy dao nhanh
18
G1: nội suy tuyến tính
G2: nội suy đường tròn và xoắn ốc thuận chiều kim đồng hồ
G3: nội suy đường tròn và xoắn ốc ngược chiều kim đồng hồ
G17: chọn mặt phẳng XY
G18: chọn mặt phẳng ZX
G19: chọn mặt phẳng YZ
G20: nhập theo hệ inch
G21: nhập theo mm
G28 trở về hệ quy chiếu
G40: xóa bù dao cắt
G41: bù dao bên trai
G42: bù dao bên phải
G43: bù chiều dài dao theo chiều dương
G44: bù chiều dài dao theo chiều âm
G49: xóa bù chiều dài dao
G63: chế độ cắt ren bằng taro
G68: quay hệ tọa độ
G69: xóa quay hệ tọa độ
G73: chu kỳ khoan khoét tốc độ cao
G74: chu kỳ taro ren ngược
G80: xóa chu kỳ đóng hộp
G83: chu kỳ khoan lỗ sâu
G84: chu kỳ taro ren
19
G90: lệnh lập trình hệ tọa độ tuyệt đối
G91: lập trình (tọa độ) số gia
G92: xác lập hệ tọa độ gia công hoặc tốc độ trục chính cực đại
G97: xóa điều khiển tốc độ cắt không đổi
G98: trở về mức ban đầu của chu kỳ đóng hộp
…
Các hàm phụ (mã M)
M0: dừng chương trình
M1: dừng tùy ý
M3: quay trục chính thuận chiều kim đồng hồ
M4: quay trục chính ngược chiều kim đồng hồ
M5: dừng quay trục chính
M6: thay dụng cụ cắt
M7: phun sương chất làm nguội
M8: phun tràn chất làm nguội
M9: dừng phun chất làm nguội
M30: kết thúc chương trình, quay lại từ đầu
…
20
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ROBOT
3.1 Tính toán động học
3.1.1 Phương pháp Denavit – Hartenberg
Phương pháp ma trận Denavit – Hartenberg là một phương pháp phân tích tính toán
hệ nhiều vật được lấy theo tên hai nhà toán học Denavit và Hartenberg.
Denavit và Hartenberg đã đưa ra cách chọn các hệ trục tọa độ có gốc tại trục khớp
động thứ i như sau:
- Trục
của hệ quy chiếu gắn lên khâu thứ i đặt dọc theo trục khớp thứ i.
- Gốc của hệ quy chiếu gắn lên khâu thứ i đặt tại giao điểm của pháp tuyến
với
trục khớp thứ i. Trường hợp hai trục khớp cắt nhau, gốc tọa độ sẽ đặt tại chính điểm
cắt đó. Nếu các trục khớp song song với nhau, gốc tọa độ được chọn trên trục khớp
thứ i, tại điểm thích hợp.
- Trục
được đặt dọc theo pháp tuyến chung và hướng từ khớp i đến i+1.
Trường hợp các trục khớp cắt nhau thì trục
chọn theo tích vector
- Trục
còn lại xác định theo quy tắc bàn tay phải.
Trường hợp khớp quay thì
là các biến khớp, trường hợp khớp tịnh tiến thì
là
biến khớp
. Bộ thông số
,
,
,
được gọi là bộ thông số Denavit-Hartenberrg
(DH). Khi các hệ quy chiếu được gắn trên Robot bộ thông số DH được xác định chi tiết
như sau:
-
: khoảng cách từ trục
đến trục
đo dọc theo trục
;
-
: góc giữa trục
và
xác định theo trục
;
-
: khoảng cách từ trục
đến trục
đo dọc theo trục
;
-
: góc giữa trục
đến trục
xác định theo trục
;
21
Thiết lập tọa độ của Robot Scara:
Hình 3.1 Hệ tọa độ của Robot Scara
3.1.2. Bài toán thuận
Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ, ta có bảng thông số DH:
1
0
0
0
2
0
0
3
0
0
4
0
0
5
0
0
0
Các biến
:
,
,
,
Ma trận chuyển đổi:
22
;
;
;
;
Tính các ma trận
:
=
23
Ta có tọa độ điểm thao tác (điểm gốc hệ tọa độ 5):
3.1.3. Không gian làm việc của Robot
Không gian làm việc của robot scara tùy thuộc vào yêu cầu kỹ thuật và chức năng
của các loại robot, ví dụ như robot Scara IX-NNN70□□ [H] có thông số kỹ thuật sau:
Với chiều dài:
Trong đó:
quay được góc từ đến .
quay được góc từ đến .
có thay đổi chiều dài từ 0 đến 200(mm)
có thể quay được .
24
Hình 3.2 Không gian làm việc theo mặt phẳng X0Y
25
Hình 3.3 Không gian làm việc theo mặt phẳng X0Z
Hình 3.4 Không gian làm việc theo mặt phẳng Y0Z
