1 Robot Công nghiệp Chơng I Giới thiệu chung robot công nghiệp 1.1 Sơ lợt trình phát triển cđa robot c«ng nghiƯp (IR : Industrial Robot) : Tht ngữ Robot xuất phát từ tiếng Sec (Czech) Robota có nghĩa công việc tạp dịch kịch Rossums Universal Robots Karel Capek, vào năm 1921 Trong kịch nầy, Rossum trai ông ta chế tạo máy gần giống với ngời để phục vụ ngời Có lẽ gợi ý ban đầu cho nhà sáng chế kỹ thuật cấu, máy móc bắt chớc hoạt động bắp ngời Đầu thập kû 60, c«ng ty Mü AMF (American Machine and Foundry Company) quảng cáo loại máy tự động vạn gọi Ngời máy công nghiệp (Industrial Robot) Ngày ngời ta đặt tên ngời máy công nghiệp (hay robot công nghiệp) cho loại thiết bị có dáng dấp vài chức nh tay ngời đợc ®iỊu khiĨn tù ®éng ®Ĩ thùc hiƯn mét sè thao tác sản xuất Về mặt kỹ thuật, robot công nghiƯp ngµy nay, cã ngn gèc tõ hai lÜnh vùc kỹ thuật đời sớm cấu điều khiển từ xa (Teleoperators) máy công ®iỊu khiĨn sè (NC - Numerically Controlled machine tool) Các cấu điều khiển từ xa (hay thiết bị kiểu chủ-tớ) phát triển mạnh chiến tranh giới lần thứ hai nhằm nghiên cứu vật liệu phóng xạ Ngời thao tác đợc tách biệt khỏi khu vùc phãng x¹ bëi mét bøc t−êng cã mét vài cửa quan sát để nhìn thấy đợc công việc bên Các cấu điều khiển tõ xa thay thÕ cho c¸nh tay cđa ng−êi thao tác; gồm có kẹp bên (tớ) hai tay cầm bên (chủ) Cả hai, tay cầm kẹp, đợc nối với cấu sáu bậc tự để tạo vị trí hớng tuỳ ý tay cầm kẹp Cơ cấu dùng để điều khiển kẹp theo chuyển động tay cầm Vào khoảng năm 1949, máy công cụ điều khiển số đời, nhằm đáp ứng yêu cầu gia công chi tiết ngành chế tạo máy bay Những robot thực chất nối kết khâu khí cấu điều khiển từ xa với khả lập trình máy công cụ điều khiển số Dới điểm qua số thời điểm lịch sử phát triển ngời máy công nghiệp Một robot công nghiệp đợc chế tạo robot Versatran công ty AMF, Mỹ Cũng vào khoảng thời gian nầy Mỹ xuất loại robot Unimate -1900 đợc dùng kỹ nghệ ôtô Tiếp theo Mỹ, nớc khác bắt đầu sản xuất robot công nghiệp : Anh -1967, Thuỵ Điển Nhật -1968 theo quyền Mỹ; CHLB Đức -1971; Ph¸p - 1972; ë ý - 1973 Tính làm việc robot ngày đợc nâng cao, khả nhận biết xử lý Năm 1967 trờng Đại học tổng hợp Stanford (Mỹ) chế tạo mẫu robot hoạt động theo mô hình mắt-tay, có khả nhận biết định hớng bàn kẹp theo vị trí vật kẹp nhờ cảm biến Năm 1974 Công ty Mỹ Cincinnati đa loại robot đợc điều khiển máy vi tính, gọi robot T3 (The Tomorrow Tool : Công cụ tơng lai) Robot nầy nâng đợc vật có khối lợng đến 40 KG Có thể nói, Robot tổ hợp khả hoạt động linh hoạt cấu điều khiển từ xa với mức độ tri thức ngày phong phú hệ thống điều khiển theo chơng trình số nh kỹ thuật chế tạo cảm biến, công nghệ lập trình phát triển trí khôn nhân tạo, hệ chuyên gia Trong năm sau nầy, việc nâng cao tính hoạt động robot không ngừng phát triển Các robot đợc trang bị thêm loại cảm biến khác để nhận biết môi trờng TS Phạm Đăng Phớc CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Robot C«ng nghiƯp chung quanh, cïng víi thành tựu to lớn lĩnh vực Tin học - Điện tử tạo hệ robot với nhiều tính đăc biệt, Số lợng robot ngày gia tăng, giá thành ngày giảm Nhờ vậy, robot công nghiệp có vị trí quan trọng dây chuyền sản xuất đại Một vài số liệu số lợng robot đợc sản xuất vài nớc công nghiệp phát triển nh sau : (Bảng I.1) Nớc SX Năm 1990 Năm 1994 Năm 1998 (Dự tÝnh) NhËt 60.118 29.756 67.000 Mü 4.327 7.634 11.100 §øc 5.845 5.125 8.600 2.500 2.408 4.000 ý 1.488 1.197 2.000 Pháp Anh 510 1.086 1.500 Hàn quốc 1.000 1.200 Mỹ nớc phát minh robot, nhng nớc phát triển cao lĩnh vực nghiên cứu chế tạo sử dụng robot lại Nhật 1.2 ứng dụng robot công nghiệp sản xuất : Từ đời robot công nghiệp đợc áp dụng nhiỊu lÜnh vùc d−íi gãc ®é thay thÕ søc ng−êi Nhờ dây chuyền sản xuất đợc tổ chức lại, suất hiệu sản xuất tăng lên rõ rệt Mục tiêu ứng dụng robot công nghiệp nhằm góp phần nâng cao suất dây chuyền công nghệ, giảm giá thành, nâng cao chất lợng khả cạnh tranh sản phẩm đồng thời cải thiện điều kiện lao động Đạt đợc mục tiêu nhờ vào khả to lớn robot nh : làm việc mệt mỏi, dễ dàng chuyển nghề cách thành thạo, chịu đợc phóng xạ môi trờng làm việc độc hại, nhiệt độ cao, cảm thấy đợc từ trờng nghe đợc siêu âm Robot đợc dùng thay ngời trờng hợp thực công việc không nặng nhọc nhng đơn điệu, dễ gây mệt mõi, nhầm lẫn Trong ngành khí, robot đợc sử dụng nhiều công nghệ đúc, công nghệ hàn, cắt kim loại, sơn, phun phủ kim loại, tháo lắp vận chuyển phôi, lắp ráp sản phẩm Ngày xuất nhiều dây chuyền sản xuất tự động gồm máy CNC với Robot công nghiệp, dây chuyền đạt mức tự động hoá cao, mức độ linh hoạt cao máy robot đợc điều khiển hệ thống chơng trình Ngoài phân xởng, nhà máy, kỹ thuật robot đợc sử dụng việc khai thác thềm lục địa đại dơng, y häc, sư dơng qc phßng, chinh phơc vò trụ, công nghiệp nguyên tử, lĩnh vực xã hội Rõ ràng khả làm việc robot số điều kiện vợt khả ngời; phơng tiện hữu hiệu để tự động hoá, nâng cao suất lao động, giảm nhẹ cho ngời công việc nặng nhọc độc hại Nhợc điểm lớn robot cha linh hoạt nh ngời, dây chuyền tự động, có robot bị hỏng làm ngừng hoạt động dây chuyền, robot hoạt động dới giám sát ngời TS Phạm Đăng Phớc CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Robot Công nghiệp 1.3 Các khái niệm định nghĩa robot công nghiệp : 1.3.1 Định nghĩa robot công nghiệp : Hiện có nhiều định nghĩa Robot, điểm qua số định nghĩa nh sau : Định nghĩa theo tiêu chuẩn AFNOR (Pháp) : Robot công nghiệp cấu chuyển động tự động lập trình, lặp lại chơng trình, tổng hợp chơng trình đặt trục toạ độ; có khả định vị, định hớng, di chuyển đối tợng vật chất : chi tiết, dao cụ, gá lắp theo hành trình thay đổi chơng trình hoá nhằm thực nhiệm vụ công nghệ khác Định nghĩa theo RIA (Robot institute of America) : Robot lµ mét tay máy vạn lặp lại chơng trình ®−ỵc thiÕt kÕ ®Ĩ di chun vËt liƯu, chi tiÕt, dụng cụ thiết bị chuyên dùng thông qua chơng trình chuyển động thay đổi để hoàn thành nhiệm vụ khác Định nghĩa theo OCT 25686-85 (Nga) : Robot công nghiệp máy tự động, đợc đặt cố định di động đợc, liên kết tay máy hệ thống điều khiển theo chơng trình, lập trình lại để hoàn thành chức vận động điều khiển trình sản xuất Có thể nói Robot công nghiệp máy tự động linh hoạt thay phần toàn hoạt động bắp hoạt động trí tuệ ngời nhiều khả thích nghi khác Robot công nghiệp có khả chơng trình hoá linh hoạt nhiều trục chuyển động, biểu thị cho số bậc tự chúng Robot công nghiệp đợc trang bị bàn tay máy cấu chấp hành, giải nhiệm vụ xác định trình công nghệ : trực tiếp tham gia thực nguyên công (sơn, hàn, phun phủ, rót kim loại vào khuôn đúc, lắp ráp máy ) phục vụ trình công nghệ (tháo lắp chi tiết gia công, dao cụ, đồ gá ) với thao tác cầm nắm, vận chuyển trao đổi đối tợng với trạm công nghệ, hệ thống máy tự động linh hoạt, đợc gọi Hệ thống tự động linh hoạt robot hoá cho phép thích ứng nhanh thao tác đơn giản nhiệm vụ sản xuất thay đổi 1.3.2 Bậc tự robot (DOF : Degrees Of Freedom) : BËc tù số khả chuyển động cấu (chuyển động quay tịnh tiến) Để dịch chuyển đợc vật thể không gian, cấu chấp hành robot phải đạt đợc số bậc tự Nói chung hệ robot cấu hë, ®ã bËc tù cđa nã cã thĨ tÝnh theo c«ng thøc : w = 6n - ip i =1 (1.1) i : n - Số khâu động; pi - Số khớp loại i (i = 1,2, .,5 : Sè bËc tù bị hạn chế) Đối với cấu có khâu đợc nối với khớp quay tịnh tiến (khớp động loại 5) số bậc tự với số khâu động Đối với cấu hë, sè bËc tù b»ng tæng sè bËc tù khớp động Để định vị định hớng khâu chấp hành cuối cách tuỳ ý không gian chiều robot cần có bậc tự do, bậc tự để định vị bậc tự để định hớng Một số công việc đơn giản nâng hạ, xếp yêu cầu số bậc tự Các robot hàn, sơn thờng yêu cầu bậc tự Trong số trờng hợp cần khéo léo, linh hoạt cần phải tối u hoá quỹ ®¹o, ng−êi ta dïng robot víi sè bËc tù lớn 1.3.3 Hệ toạ độ (Coordinate frames) : Mỗi robot thờng bao gồm nhiều khâu (links) liên kết với qua khớp (joints), tạo thành xích động học xuất phát từ khâu (base) đứng yên Hệ toạ độ gắn với TS Phạm Đăng Phớc CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Robot Công nghiệp khâu gọi hệ toạ độ (hay hệ toạ độ chuẩn) Các hệ toạ độ trung gian khác gắn với khâu động gọi hệ toạ độ suy rộng Trong thời điểm hoạt động, toạ độ suy rộng xác định cấu hình robot chuyển dịch dài chuyển dịch góc cuả khớp tịnh tiến khớp quay (hình 1.1) Các toạ độ suy rộng đợc gọi biến khớp z θ4 θ3 θ5 d2 n a o On θ1 y x O0 Hình 1.1 : Các toạ độ suy rộng robot Các hệ toạ độ gắn khâu robot phải tuân theo qui tắc bàn tay phải : Dùng tay phải, nắm hai ngón tay út áp út vào lòng bàn tay, xoè ngón : cái, trỏ theo phơng vuông góc nhau, chọn ngón phơng chiều trục z, ngón trỏ phơng, chiều trục x ngón biểu thị phơng, chiều trục y (hình 1.2) Trong robot ta thờng dùng chữ O số n để hệ toạ độ gắn khâu thứ n Nh hệ toạ độ (Hệ toạ độ gắn với khâu cố định) đợc ký hiệu O0; hệ toạ độ gắn khâu trung gian tơng ứng O1, O2, , On-1, Hệ toạ độ gắn khâu chấp hµnh ci ký hiƯu lµ On z x O y Hình 1.2 : Qui tắc bàn tay phải 1.3.4 Trờng công tác robot (Workspace or Range of motion): Trờng công tác (hay vùng làm việc, không gian công tác) robot toàn thể tích đợc quét khâu chấp hành cuối robot thực tất chuyển động Trờng công tác bị ràng buộc thông số hình học robot nh ràng buộc học khớp; ví dụ, khớp quay có chuyển động nhỏ góc 3600 Ngời ta thờng dùng hai hình chiếu để mô tả trờng công tác robot (hình 1.3) H R Hình chiếu Hình chiếu đứng Hình 1.3 : Biểu diễn trờng công tác robot TS Phạm Đăng Phớc CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Robot Công nghiệp 1.4 Cấu trúc robot công nghiệp : 1.4.1 Các thành phần robot công nghiệp : Một robot công nghiệp thờng bao gồm thành phần nh : cánh tay robot, nguồn động lực, dụng cụ gắn lên khâu chấp hành cuối, cảm biến, điều khiển , thiết bị dạy học, máy tính phần mềm lập trình nên đợc coi thành phần hệ thống robot Mối quan hệ thành phần robot nh hình 1.4 Các cảm biến Bộ điều khiển máy tính Thiết bị dạy học Nguồn động lực Cánh tay robot Dụng cụ thao tác Các chơng trình Hình 1.4 : Các thành phần hệ thống robot Cánh tay robot (tay máy) kết cấu khí gồm khâu liên kết với khớp động để tạo nên chuyển động robot Nguồn động lực động điện (một chiều động bớc), hệ thống xy lanh khí nén, thuỷ lực để tạo động lực cho tay máy hoạt động Dụng cụ thao tác đợc gắn khâu cuối cđa robot, dơng cđa robot cã thĨ cã nhiỊu kiểu khác nh : dạng bàn tay để nắm bắt đối tợng công cụ làm việc nh mỏ hàn, đá mài, đầu phun sơn Thiết bị dạy-hoc (Teach-Pendant) dùng để dạy cho robot thao tác cần thiết theo yêu cầu trình làm việc, sau robot tự lặp lại động tác đợc dạy để làm việc (phơng pháp lập trình kiểu dạy học) Các phần mềm để lập trình chơng trình điều khiển robot đợc cài đặt máy tính, dùng điều khiển robot thông qua điều khiển (Controller) Bộ điều khiển đợc gọi Mođun điều khiển (hay Unit, Driver), thờng đợc kết nối với máy tính Một mođun điều khiển có cổng Vào - Ra (I/O port) để làm việc với nhiều thiết bị khác nh cảm biến giúp robot nhận biết trạng thái thân, xác định vị trí đối tợng làm việc dò tìm khác; điều khiển băng tải cấu cấp phôi hoạt động phối hợp với robot 1.4.2 Kết cấu tay máy : Nh nói trên, tay máy thành phần quan trọng, định khả làm việc robot Các kết cấu nhiều tay máy đợc theo cấu tạo chức tay ngời; nhiên ngày nay, tay máy đợc thiết kế đa dạng, nhiều cánh tay robot có hình dáng khác xa cánh tay ngời Trong thiết kế sử dụng tay máy, cần quan tâm đến thông số hình - động học, thông số liên quan đến khả làm việc robot nh : tầm với (hay trờng công tác), số bậc tự (thể khéo léo linh hoạt robot), độ cứng vững, tải trọng vật nâng, lực kẹp TS Phạm Đăng Phớc CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Robot Công nghiệp Các khâu robot thờng thực hai chuyển động : Chuyển động tịnh tiến theo hớng x,y,z không gian Descarde, thông thờng tạo nên hình khối, chuyển động nầy thờng ký hiệu T (Translation) P (Prismatic) Chuyển động quay quanh trục x,y,z ký hiệu R (Roatation) Tuỳ thuộc vào số khâu tổ hợp chuyển động (R T) mà tay máy có kết cấu khác với vùng làm việc khác Các kết cấu thờng gặp Robot robot kiểu toạ độ Đề các, toạ độ trụ, toạ độ cầu, robot kiểu SCARA, hệ toạ độ góc (phỏng sinh) Robot kiểu toạ độ Đề : tay máy có chuyển động tịnh tiến theo phơng trục hệ toạ độ gốc (cấu hình T.T.T) Trờng công tác có dạng khối chữ nhật Do kết cấu đơn giản, loại tay máy nầy có độ cứng vững cao, độ xác khí dễ đảm bảo thuờng dùng để vận chuyển phôi liệu, lắp ráp, hàn mặt phẳng T.T.T Hình 1.5 : Robot kiểu toạ độ Đề R.T.T Robot kiểu toạ độ trụ : Vùng làm việc robot có dạng hình trụ rỗng Th−êng khíp thø nhÊt chun ®éng quay VÝ dơ robot bËc tù do, cÊu h×nh R.T.T nh− h×nh vÏ 1.6 Có nhiều robot kiểu toạ độ trụ nh : robot Versatran cđa h·ng AMF (Hoa Kú) H×nh 1.6 : Robot kiểu toạ độ trụ Robot kiểu toạ độ cầu : Vùng làm việc robot có dạng hình cầu thờng độ cứng vững loại robot nầy thấp so với hai loại Ví dụ robot bậc tự do, cấu hình R.R.R R.R.T làm việc theo kiểu toạ độ cầu (hình 1.7) R.R.R R.R.T Hình 1.7 : Robot kiểu toạ độ cầu Robot kiểu toạ độ góc (Hệ toạ độ sinh) : Đây kiểu robot đợc dùng nhiều Ba chuyển động chuyển động quay, trục quay thứ vuông góc với hai trục Các chuyển động định hớng khác chuyển động quay Vùng làm việc tay máy nầy gần giống phần khối cầu Tất khâu nằm mặt phẳng thẳng đứng nên tính toán toán phẳng u điểm bật loại robot hoạt TS Phạm Đăng Phớc CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Robot Công nghiệp động theo hệ toạ độ góc gọn nhẹ, tức có vùng làm việc tơng đối lớn so với kích cở thân robot, độ linh hoạt cao Các robot hoạt động theo hệ toạ độ góc nh− : Robot PUMA cña h·ng Unimation Nokia (Hoa Kú - Phần Lan), IRb-6, IRb-60 (Thuỵ Điển), Toshiba, Mitsubishi, Mazak (Nhật Bản) V.V Ví dụ robot hoạt động theo hệ toạ độ góc (Hệ toạ độ sinh), có cấu hình RRR.RRR : Hình 1.8 : Robot hoạt ®éng theo hƯ to¹ ®é gãc Robot kiĨu SCARA : Robot SCARA đời vào năm 1979 trờng đại học Yamanashi (Nhật Bản) kiểu robot nhằm đáp ứng đa dạngmột góc xác định ứng với xung kích thích Góc bớc nhỏ độ phân giải vị trí cao Số bớc s thông số quan trọng : 3600 s= Tốc độ quay tần số xung : Tốc độ quay động bớc phụ thuộc vào số bớc giây Đối với hầu hết động bớc, số xung cấp cho động số bớc (tính theo phút) nên tốc độ tính theo tần số xung f Tốc độ quay động b−íc tÝnh theo c«ng thøc sau : 60 f n= (f : bớc/phút)/(s : bớc /vòng) s Tong : n - tốc độ quay (vòng/phút) f - tần số xung (Hz) s - Sè b−íc mét vßng quay TS Phạm Đăng Phớc CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 102 robot công nghiệp Ngoài thông số quan trọng khác nh độ xác vị trí, momen quán tính động Các loại động bớc : Tuỳ theo kiểu roto, động bớc đợc chia thành loại sau : + Động bớc kiểu từ trở biến đổi (VR : Variable Resistance) + Động bớc nam châm vĩnh cữu (PM : Permanent Magnet ) + Động bớc kiểu lai (Hybrid) Tuỳ theo số cuộn dây độc lập stato động bớc đợc chia thành loại : pha, pha pha Roto động bớc có nhiều cực (còn gọi răng) Số cực roto phối hợp với số cực stato xác định giá trị góc bớc Góc bớc lớn 900 ứng với động có số bớc s = bớc/vòng Phần lớn động bớc có số bớc s = 200, nên = 1,80 Số bớc lớn độ phân giải cao định vị xác Nhng thực tế, tăng số bớc lên cao Tuy nhiên dùng công nghệ tạo bớc nhỏ để chia bớc thành bớc (nh hình b/ 9.2) từ 10 đến 125 bớc nhỏ Công nghệ tạo bớc nhỏ gọi tạo vi bớc, đơn giản mở rộng phơng pháp nói cho nhiều vị trí trung gian cách cung cấp giá trị dòng khác cho cuộn dây Động đợc tạo bớc nhỏ có độ phân giải tinh nhiều Ví dụ, phân 125 bớc nhỏ bớc đầy, với 200 bớc/vòng độ phân giải động 125 x 200 = 25.000 bớc nhỏ/ vòng 9.2 Truyền động khí nén thuỷ lực : Ngoài truyền động điện, kỹ thuật robot thờng dùng loại truyền động khí nén thuỷ lực 9.2.1 Truyền dẫn động khí nén : Dïng khÝ nÐn hƯ trun ®éng robot nhiỊu thuận lợi nh : Do phân xởng công nghiệp thờng có mạng lới khí nén chung, nên đơn giản hoá đợc phần thiết bị nguồn động lực cho robot Hệ truyền dẫn khí nén tơng đối gọn nhẹ, dễ sử dụng, dễ đảo chiều, Tuy nhiên hệ truyền dẫn khí nén có nhiều nhợc điểm nh : tính nén đợc chất khí nên chuyển động thờng kèm theo dao động, dừng không xác, cần trang bị thêm thiết bị phun dầu bôi trơn, lọc bụi, giảm tiếng ồn 9.2.2 Trun dÉn ®éng thủ lùc : HƯ trun dÉn thủ lực có u điểm nh : Tải trọng lớn, quán tính bé, dễ thay đổi chuyển động, dễ điều khiển tự động Tuy nhiên chúng có nhợc điểm nh : Hệ thuỷ lực đòi hỏi nguồn, bao gồm thùng dầu, bơm thuỷ lực, thiết bị lọc, bình tích dầu, TS Phạm Đăng Phớc CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 103 robot công nghiệp loại van điều chỉnh, đờng ống làm hệ truyền động cho robot cồng kềnh so với truyền động khí nén truyền động điện Nhìn chung, hệ truyền dẫn thuỷ lực đợc sử dụng phổ biến robot, trờng hợp tải nặng Các phần tử hệ truyền động khí nén thuỷ lực đợc tiêu chn ho¸ C¸c tÝnh to¸n thiÕt kÕ hƯ trun dÉn khí nén thuỷ lực đợc nghiên cứu giáo trình riêng 9.3 Các phơng pháp điều khiển Robot : Nhiệm vụ quan trọng việc điều khiển robot bảo đảm cho điểm tác động cuối E (End-effector) tay máy dịch chuyển bám theo quỹ đạo định trớc Không thế, hệ toạ độ gắn khâu chấp hành cuối phải đảm bảo hớng trình di chuyển Giải toán ngợc phơng trình động học ta giải mặt động học yêu cầu Đó nội dung để xây dựng chơng trình điều khiển vị trí cho robot Tuy nhiên việc giải toán nầy cha xét tới điều kiện thực tế robot làm việc, nh tác động momen lực, ma sát Tuỳ theo yêu cầu nâng cao chất lợng điều khiển (độ xác) mà ta cần tính đến ảnh hởng yếu tố trên, theo đó, phơng pháp điều khiển trở nên đa dạng phong phú 9.3.1 Điều khiển tỉ lệ sai lệch (PE : Propotional Error): Nguyên tắc phơng pháp nầy dễ hiểu; làm cho hƯ thèng thay ®ỉi theo chiỊu hng cã sai lƯch nhá nhÊt Hµm sai lƯch cã thĨ lµ ε = d - (t), d góc quay mong muốn (t) giá trị quay thực tế biến khớp, ta gọi d "góc đặt" Khi = khớp đạt đợc vị trí mong muốn Nếu < 0, khớp di chuyển mức cần chuyển động ngợc lại Nh vậy, kiểu điều khiển chuyển động nầy có chiỊu h−íng lµm cho sai lƯch ε xÊp xØ zero Bên cạnh đó, cần quan tâm đến phần độ lớn, nghĩa là, cần biết "làm cho động chuyển động cách nào?" mà cần biết "cần cung cấp cho động lợng (mômen động) bao nhiêu?" Để trả lời câu hỏi nầy lần nữa, có thĨ dïng tÝn hiƯu sai sè ε = θd - Chúng ta áp dụng tín hiệu điều khiĨn mµ nã tØ lƯ víi ε : F = Kp(d - (t)) (9.1) Qui luật nầy xác định hệ điều khiển phản hồi đợc gọi hệ điều khiển tỉ lệ sai lệch TS Phạm Đăng Phớc CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 104 robot công nghiệp 9.3.2 Điều khiển tỉ lệ - đạo hàm (PD : Propotional Derivative): Phơng pháp điểu khiển tỉ lệ sai lệch nhiều nhợc điểm nh : Hệ dao động lớn ma sát nhỏ (tình trạng vợt quá) trạng thái tĩnh, momen gần không, nên không giữ đợc vị trí dới tác dụng tải Để khắc phục điều trên, chọn phơng pháp điều khiển tỉ lệ - đạo hàm (PD), với lực tỉng qu¸t : F = K p ε + K d θ& (t) Trong ®ã : (9.2) ε - sai số vị trí khớp động = d - (t) & (t) - Thành phần đạo hàm - vận tèc gãc Ke - HÖ sè tØ lÖ sai lÖch vÞ trÝ Kd - HƯ sè tØ lƯ vËn tèc 9.3.3 Điều khiển tỉ lệ - tích phân - đạo hµm (PID : Propotional Integral Derivative): HƯ thèng víi cÊu trúc luật điều khiển PD số nhợc điểm, không phù hợp với số loại robot Một hệ thống điều khiển khác có bổ sung thêm tín hiệu tốc độ đặt & d sai lệch tốc ®é ε& = θ& d − θ& (t) t¸c ®éng vào khâu khuyếch đại Kd Phơng trình lực tác động lên khớp động có dạng : t F = K e ε + K d ε& + K i ∫ ε(t)dt (9.3) Víi ε& - sai sè tèc ®é ε& = θ& d − θ& (t) Nh− vËy, t theo cÊu tróc ®· lùa chän cđa bé ®iỊu khiển, ta đem đối chiếu phơng trình(9.1), (9.2) (9.3) với phơng trình Lagrange - Euler, Từ nhận đợc phơng trình hệ điều khiển tơng ứng Từ phơng trình nầy hệ điều khiển, cần xác định hệ số tỉ lệ Ke, Kd, Ki để hệ hoạt động ổn định 9.3.4 Hàm truyền chuyển động khớp động : Nội dung phần nầy trình bày phơng pháp xây dựng hàm truyền trờng hợp chuyển động bậc tự do, khớp thờng đợc điều khiển hệ truyền động riêng Phổ biến động điện chiều Xét sơ đồ truyền động động điện chiều với tín hiệu vào điện áp Ua đặt vào phần ứng, tín hiệu góc quay m trục động cơ; động kiểu kích từ độc lập TS Phạm Đăng Phớc CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... sát ngời TS Phạm Đăng Phớc CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Robot Công nghiệp 1.3 Các khái niệm định nghĩa robot công nghiệp : 1.3.1 Định nghĩa robot công nghiệp : Hiện có... https://fb.com/tailieudientucntt Robot C«ng nghiƯp 1.4 CÊu tróc robot công nghiệp : 1.4.1 Các thành phần robot công nghiệp : Một robot công nghiệp thờng bao gồm thành phần nh : cánh tay robot, nguồn động... lợng, công phụ tải sinh ra, tính trục phụ tải MLL phải công quy trục động M *L θ m Tõ ®ã ta cã : TS Phạm Đăng Phớc CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 106 robot công nghiệp