Nâng cao chất lượng điều khiển cho robot Scara, chương 6

Robot Scara Serpent có cấu  trúc  động  học  được  biểu  diễn  như trên Hình 2.4. Robot có 3 trục quay và 1 bàn kẹp, tuy nhiên ba khớp động đầu tiên được gọi là bộ phận cơ bản vì trước hết, nhờ  chúng tay máy có thể thực hiện bước chủ yếu trong thao tác định  vị, tức là đưa bàn kẹp đến lân cận điểm làm việc, sau đó nhờ khớp  động  còn lại  bàn kẹp  được  định  hướng  và vi chỉnh  đến  vị  trí  gia  công chính xác. 2.3.1. Động học thuận Việc xây  dựng  các phương  trình động học thuận của robot  được tiến hành tuần tự theo các bước sau:  Bước 1: Xác định các hệ toạ độ Ta sử dụng quy ước Denavit-Hartenberg để mô tả đầy đủ vị  trí...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nâng cao chất lượng điều khiển cho robot Scara, chương 6 Chương 6: Động học robot Scara Serpent Robot Scara Serpent có cấu  trúc  động  học  được  biểu  diễn  như trên Hình 2.4. Robot có 3 trục quay và 1 bàn kẹp, tuy nhiên ba khớp động đầu tiên được gọi là bộ phận cơ bản vì trước hết, nhờ  chúng tay máy có thể thực hiện bước chủ yếu trong thao tác định  vị, tức là đưa bàn kẹp đến lân cận điểm làm việc, sau đó nhờ khớp  động  còn lại  bàn kẹp  được  định  hướng  và vi chỉnh  đến  vị  trí  gia  công chính xác. 2.3.1. Động học thuận Việc xây  dựng  các phương  trình động học thuận của robot  được tiến hành tuần tự theo các bước sau:  Bước 1: Xác định các hệ toạ độ Ta sử dụng quy ước Denavit-Hartenberg để mô tả đầy đủ vị  trí của của toàn thân robot công nghiệp. Hình 2.4 mô tả các hệ trục  toạ độ gắn với các khúc tay của robot Scara Serpent. Bước 2: Xây dựng bảng thông số DH Bảng 2.3: Tham số Denavit – Hartenberg của robot Scara Serpent. Thanh Chuyển  i (0) ai i(rad) di (m) Biến nối động 1 0 a1 1 0 1 Quay 2 -1800 a2 2 0 2 Quay 3 0 0 0 d3 d3 Tịnh tiến 4 0 0 4 0 4 Quay Khảo sát với 3 trục khớp quay đầu tiên tương ứng với quỹ  đạo  của  khớp  quay  4  trong  mặt  phẳng  OX0Y0. Ma trận  T4 là ma trận  biểu  diễn  tay  máy  robot  trong  hệ  trục  tọa  độ  gốc:  T4= A1.A2.A3.A4 cos n  sin n cos  n sin n sin  n a n cos n   sin  cos n cos  n  cos n sin  n a n sin n  An=  0  n  sin  n cos  n dn  (2.1)    0 0 0 1  Thay số liệu trong bảng tham số có:  cos 1  sin 1 0 a1.cos 1   sin  cos 1 0 a1 sin 1  A1   1   0 0 1 0     0 0 0 1  cos 2 sin 2 0 a 2 .cos 2   sin   cos 2 0 a 2 sin 2  A2   2   0 0 1 0     0 0 0 1  1 0 0 0 0 1 0 0 A3    0 0 1 d3    0 0 0 1 cos 4  sin 4 0 0  sin  cos 4 0 0 A4   4   0 0 1 0    0 0 0 1  Ký hiệu: S1  Sin1 ; C1  Cos1 S2  Sin2 ; C2  Cos2 S4  Sin4 ; C4  Cos4 S12  Sin(1+2); C12  Cos(1+2)  Các bước tính toán: Bước 1: 3 T4  A 4 C 4 S4 0 0 S C4 0 0 3 T4  A 4   4  0 0 1 0   0 0 0 1 Bước 2: 2 T4  A3 . 3 T4 1 0 0 0  C4 S4 0 0  C4 S4 0 0 0 1 0 0   S4 C4 0 0   S4 C4 0 0 2 T4      0 0 1 d3   0 0 1 0  0 0 1 d3       0 0 0 1  0 0 0 1  0 0 0 1 Bước 3: 1 T4  A2 . 2 T4 C 2 S2 0 a 2 .C2  C4 S4 0 0 S C 2 0 a 2 .S2   S4 C4 0 0  1 T4   2   0 0 1 0  0 0 1 d3     0 0 0 1  0 0 0 1 C2C4  S2S4 C2S4  S2C 4 0 a 2 .C2  S C  C S S2S4  C2C4 0 a 2 .S2  1 T4   2 4 2 4   0 0 1 d 3     0 0 0 1  Bước 4: T4  0 T4  A1 .1 T4 C1 -S1 0 a1.C1  C2C4  S2S4 S2C4  C2S4 0 a 2 .C2  S C 0 a1.S1  S2C4  C2S4 (C 2C4  S2S4 ) 0 a 2 .S2  0 T4   1 1   0 0 1 0  0 0 1 d 3     0 0 0 1  0 0 0 1  C1 (C2C4  S2S4 )  S1 (S2C4  C2S4 ) C1 (S2C4  C2S4 )  S1 (C2C4  S2S4 ) 0 a 2C12  a1C1  S1 (C2C4  S2S4 )  C1 (S2C4  C2S4 ) S1 (S2C4  C2S4 )  C1 (C2C4  S2S4 ) 0 a 2S12  a1S1   0 ...