CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ROBOT TÁC HỢP

Trong xu thế phát triển của xã hội ngày nay thì các yêu cầu tự động hóa, hiện đại hóa trong mọi lĩnh vực sản xuất ngày càng được quan tâm nghiên cứu. Đặc biệt trong lĩnh vực kỹ thuật cơ khí thì ngày càng có nhiều máy móc và thiết bị số, thao tác chương trình. Việc sử dụng máy móc để thay thế cho mọi hoạt động của con người đã không còn là ước mơ của nhân loại với sự ra đời của Robot công nghiệp. Trong nửa thế kỷ phát triển gần đây, với sự đầu tư nghiên cứu của nhiều quốc gia trên thế giới robot đã có nhiều bước tiến nhảy vọt, đóng góp một phần quan trọng và không thể thiếu trong các lĩnh vực, đặc biệt là trong sản xuất công nghiệp. Với khả năng làm việc một cách tự động với thao tác chính xác trong một thời gian dài, đặc biệt có thể thay thế con người làm việc trong các môi trường độc hại, nguy hiểm, trong các không gian nhỏ thì robot càng được đi sâu vào nghiên cứu để phát triển. Môi trường ứng dụng của robot cũng ngày càng được mở rộng không chỉ trong công nghiệp mà trong mọi lĩnh vực của đời sống. Xu thế phát triển của robot công nghiệp ngày nay tập trung vào các robot có tính ưu việt như: Làm việc với tốc độ nhanh hơn, chính xác hơn, kinh tế hơn, các hệ thống ngày càng gọn nhẹ, nhiều module hơn, hệ thống giao tiếp thông minh, điều khiển số... Mô hình robot tác hợp dưới đây là một hướng phát triển của robot thể hiện các ưu thế vượt trội của robot khi tham gia quá trình sản xuất, đặc biệt là lĩnh vực cơ khí đòi hỏi tính chính xác cao.
Robot tác hợp
Robot công nghiệp hoạt động tự động theo những chương trình được thiết lập sẵn nhằm thay đổi vị trí cũng như hướng của khâu thao tác phù hợp với yêu cầu và điều kiện quá trình gia công. Khi kết hợp hoạt động của hai robot trong cùng một quá trình gia công, mỗi robot đảm nhiệm vai trò khác nhau, thì hệ thống này sẽ trở thành một robot tác hợp không chỉ phát huy hết khả năng làm việc của từng robot mà còn giúp đơn giản hóa cấu trúc tổng thể của một cỗ máy đảm nhiệm hết các vai trò của một quá trình gia công.
Cấu trúc robot tác hợp
Một robot công nghiệp thông thường được cấu tạo từ ba phần chính: Bộ phận cảm biến, bộ phận điều khiển và cơ cấu chấp hành. Trong đó kết cấu của phần cơ cấu chấp hành (tay máy) là phần cơ sở quyết định khả năng làm việc của robot. Đó là phần cơ khí đảm đảm cho robot có khả năng chuyển động trong không gian cũng như thực hiện các quá trình công nghệ. Tùy vào từng yêu cầu, điều kiện làm việc của robot để đưa ra các kết cấu tay máy phù hợp. Các thông số của tay máy là:
Sức nâng, độ cứng vững, lực kẹp của tay máy...
Số bậc tự do, trường thao tác của tay máy. Là khả năng di chuyển, quay theo các phương, các trục của khâu thao tác, phần thể tích được quét bởi khâu chấp hành khi robot thực hiện mọi chuyển động. Số bậc tự do và trường thao tác của tay máy phụ thuộc vào kích thước hình học các khâu cũng như cấu tạo của các khớp.
Độ linh hoạt: Là khả năng định vị, thay đổi vị trí và hướng của khâu thao tác để thực hiện các yêu cầu công nghệ
Hướng ứng dụng robot trong gia công cơ khí được phát triển nhiều trong những năm gần đây chủ yếu hướng vào hoàn thiện cấu trúc robot, để robot tăng tính linh hoạt trong thao tác đảm bảo tính chính xác và phức tạp của sản phẩm được ra công, mà vẫn đảm bảo độ cứng vững trong quá trình hoạt động. Robot tác hợp là một hướng ứng dụng như vậy. Robot tác hợp là một hệ gồm hai hay nhiều cánh tay robot được kết hợp với nhau để cùng tham gia thực hiện gia công một chi tiết. Mỗi robot trong hệ thống robot tác hợp giữ một nhiệm vụ trong quá trình gia công, các robot này phải đảm bảo được khả năng chuyển động phối hợp nhịp nhàng các thao tác trong quá trình gia công. Các robot tác hợp được nghiên cứu hiện hay thông thường có cấu trúc gồm 2 robot chính: Robot có nhiệm vụ giữ chi tiết gia công và robot có nhiệm vụ giữ dụng cụ gia công. Mỗi robot thuộc hệ thống robot tác hợp có cấu trúc tay máy như một robot công nghiệp thông thường gồm các khâu được liên kết với nhau bằng các khớp động tạo thành chuỗi động học.
Robot mang dụng cụ gia công có khâu thao tác là khâu mang dụng cụ gia công: mũi hàn, dao cắt, đá mài, mũi khoan... Robot này có nhiệm vụ giữ và di chuyển dụng cụ gia công.
Robot mang chi tiết gia công có khâu thao tác là khâu mang chi tiết gia công. Robot