Robot công nghiêp-Đại học bách khoa đn

ó quan hơ ả ệ Ql = klP • T n hao l u l ng do tính nén đ c c a ch t l ng t l v i th tích ổ ư ượ ượ ủ ấ ỏ ỷ ệ ớ ể t c th i c a ch t l ng V và áp su t P thông qua h s nén và bi n ứ ờ ủ ấ ỏ ấ ệ ố ế ph c s:ứ • T đó ta th y r ng h s t l kừ ấ ằ ệ ố ỷ ệ c = V gi a đ o hàm theo th i gian ữ ạ ờ c a áp su t P và l u l ng Qủ ấ ư ượ c ph thu c vào th tích V c a ch t ụ ộ ể ủ ấ l ng. Vì v y, đ i v i đ ng c quay thì kc là h ng s , còn đ i v i ỏ ậ ố ớ ộ ơ ằ ố ố ớ đ ng c t nh ti n thì V thay đ i nên ph n ng c a h th ng tuỳ ộ ơ ị ế ổ ả ứ ủ ệ ố thu c đi m công tác.ộ ể • L u l ng ch t l ng vào đ ng c t l v i l ng bi n thiên trong ư ượ ấ ỏ ộ ơ ỷ ệ ớ ượ ế m t đ n v th i gian c a th tích ch t l ng trong b ch a. M t khác ộ ơ ị ờ ủ ể ấ ỏ ể ứ ặ l ng bi n thiên này l i t l v i v n tóc góc c a đ ng c . Cu i ượ ế ạ ỷ ệ ớ ậ ủ ộ ơ ố cùng nh n đ c:ậ ượ γ VsPQc γ= γ ω= qm kQ • Cu i cùng thì momen c a đ ng c t l v i đ chênh l ch áp ố ủ ộ ơ ỷ ệ ớ ộ ệ su t c a b m:ấ ủ ơ • Đi u ki n cân b ng c h c c a các chi ti t chuy n đ ng đ c ề ệ ằ ơ ọ ủ ế ể ộ ượ mô t b ng ph ng trình :ả ằ ươ • Đ i v i van đi u khi n, hàm truy n gi a v trí X c a van và đi n áp ố ớ ề ể ề ữ ị ủ ệ đi u khi n Vc đ c xác đ nh nh sau:ề ể ượ ị ư rmmm C)FsI(C +ω+= PkC lm = s s c sT1 G V X + = 6.3. H th ng c m bi nệ ố ả ế 6.3.1. Khái ni m và phân lo i c m bi nệ ạ ả ế • * Các khái ni m:ệ • C m bi n là thi t b dùng đ nh n giá tr c a đ i l ng ả ế ế ị ể ậ ị ủ ạ ượ v t lý c n đo và bi n đ i nó thành tín hi u mà thi t b đo ậ ầ ế ổ ệ ế ị hay đi u khi n có th x lý đ c.ề ể ể ử ượ • Nh v y, c m bi n có hai ch c năng: ư ậ ả ế ứ “c m”ả , nghĩa là nh n tín hi u c n đo và ậ ệ ầ “bi n”ế , nghĩa là chuy n đ i d ng ể ổ ạ và giá tr c a tín hi u đ s n sàng cung c p cho thi t b ị ủ ệ ể ẵ ấ ế ị hi n th hay x lý ti p theo. Có nhi u đ i l ng v t lý, ể ị ử ế ề ạ ượ ậ nh l c, rung đ ng, thành ph n hóa h c,… r t khó đo tr c ư ự ộ ầ ọ ấ ự ti p m t môi cách chính xác và r ti n. Ng i ta ph i ế ộ ẻ ề ườ ả chuy n chúng sang đ i l ng t ng đ ng khác, th ng ể ạ ượ ươ ươ ườ là đ i l ng đi n nh đi n áp, dòng đi n, đi n tr đ d ạ ượ ệ ư ệ ệ ệ ở ể ễ s d ng các thi t b hi n th và x lý chu n, thông d ng ử ụ ế ị ệ ị ử ẩ ụ và r ti n. D ng và giá tr tín hi u xu t ra c a các c m ẻ ề ạ ị ệ ấ ủ ả bi n th ng đ c chu n hóa đ d ghép n i vào các ế ườ ượ ẩ ể ễ ố m ch x lý ti p theo.ạ ử ế • C m bi n còn có tên khác, nh ả ế ư đ u đo, sensor,...ầ T có g c Anh ừ ố sensor đã đ c ph c p r ng rãi trên th gi i, k c trong các tài ượ ổ ậ ộ ế ớ ể ả li u xu t b n Vi t Nam.ệ ấ ả ở ệ • Sensor là tên g i chung c a ọ ủ Switch và Transducer. Switch là thi t ế b đóng m , th ng g i là công t c, ch có hai tr ng thái tín hi u ra là ị ở ườ ọ ắ ỉ ạ ệ đóng và m . Transducer là thi t b bi n đ i. Tín hi u ra và tín hi u ở ế ị ế ổ ệ ệ vào c a nó có th khác nhau v giá tr b n ch t v t lý và giá tr , ủ ể ề ị ả ấ ậ ị nh ng không khác nhau v quy lu t bi n thiên theo th i gian. Ví d ư ề ậ ế ờ ụ v i cùng tín hi u vào là áp su t không khí, Switch có tr ng thái đóng ớ ệ ấ ạ n u áp su t ppo, có tr ng thái m n u ppo còn Transducer thì cho tín ế ấ ạ ở ế hi u ra là đi n áp nh ng không thay đ i quy lu t bi n thiên theo th i ệ ệ ư ổ ậ ế ờ gian v n có c a tín hi u vào.ố ủ ệ * Phân lo i sensor:ạ • Theo ch c năng ng i ta phân bi t 2 nhóm sensor. M t nhóm dùng ứ ườ ệ ộ đ giám sát tr ng thái công tác c a b n thân robot, đ c g i là sensor ể ạ ủ ả ượ ọ trong (proprioceptive sensor). Nhóm th hai, đ c g i là sensor ngoài ứ ượ ọ (heteroceptive sensor), dùng đ đo các thông s c a môi tr ng và s ể ố ủ ườ ự t ng tác c a robot v i môi tr ng.ươ ủ ớ ườ • Các lo i sensor trong ch y u là: sensor v trí, sensor v n t c và ạ ủ ế ị ậ ố sensor gia t c hay sensor l c.ố ự • Sensor ngoài có r t nhi u lo i tuỳ thu c thông s môi tr ng c n ấ ề ạ ộ ố ườ ầ đo, ví d sensor nhi t đ đ đo nhi t đ c a môi tr ng mà robot ụ ệ ộ ể ệ ộ ủ ườ ho t đ ng, sensor l c đ đo l c n m (k p) c a tay ho c đ đ nh v ạ ộ ự ể ự ắ ẹ ủ ặ ể ị ị đ i t ng (ví d đ l ng tr c vào b c khi l p ráp), thi t b quan sát ố ượ ụ ể ồ ụ ạ ắ ế ị (vision system) đ nh n d ng đ i t ng…ể ậ ạ ố ượ • Ngoài cách phân lo i sensor theo ch c năng còn có nhi u cách phân ạ ứ ề lo i khác nh :ạ ư • Theo đ i l ng c n đo, có sensor nhi t đ , áp su t, v n t c, gia t c, ạ ượ ầ ệ ộ ấ ậ ố ố l u l ng…ư ượ • Theo k t c u và nguyên lý làm vi c, có sensor đi n tr , đi n dung, ế ấ ệ ệ ở ệ đi n c m, áp đi n, quang đi n, đi n đ ng…ệ ả ệ ệ ệ ộ • Theo ph ng th c c m nh n, có sensor ti p xúc (tactile sensor), ươ ứ ả ậ ế không ti p xúc (proximity sensor).ế • 6.3.2. Nguyên lý làm vi c c a m t s lo i sensorệ ủ ộ ố ạ • * C m bi n v tríả ế ị • Các c m bi n v trí đ c dùng đ giám sát v trí t c ả ế ị ượ ể ị ứ th i c a các c c u. Tuỳ theo d ng chuy n đ ng c n quan ờ ủ ơ ấ ạ ể ộ ầ tâm mà v trí có th đ c tính b ng đ n v dài hay đ n v ị ể ượ ằ ơ ị ơ ị góc. nh các chuy n đ i c khí c n thi t mà có th dùng ờ ể ổ ơ ầ ế ể sensor đo góc đ đo chi u dài và ng c l i. Các sensor đo ể ề ượ ạ chi u dài có th là bi n tr , bi n th vi sai, encoder th ng. ề ể ế ở ế ế ẳ Đ đo góc quay có các lo i sensor đo góc, nh bi n tr ể ạ ư ế ở quay, encoder góc, resolver,… Sau đay nói v hai lo i ề ạ sensor th ng g p nh t là encoder và resolver.ườ ặ ấ • Encoder là th c đo v trí theo nguyên t c s , trong đó ướ ị ắ ố to đ đ c mã hoá theo h nh phân. Tuỳ theo đ n v đo, ạ ộ ượ ệ ị ơ ị chúng ta dùng encoder th ng (linear encoder) hay encoder ẳ góc (rotary encoder). Hai lo i này gi ng nhau v nguyên lý ạ ố ề làm vi c, ch khác nhau ch các v ch đ c kh c theo ệ ỉ ở ỗ ạ ượ ắ đ ng th ng hay theo vòng tròn. Theo ph ng pháp mã ườ ẳ ươ hóa, có hai lo i encoder là tuy t đ i (absolute) và gia s ạ ệ ố ố (incremental). • 6.3.2. Nguyên lý làm vi c c a m t s lo i sensorệ ủ ộ ố ạ • * C m bi n v tríả ế ị • Các c m bi n v trí đ c dùng đ giám sát v trí t c ả ế ị ượ ể ị ứ th i c a các c c u. Tuỳ theo d ng chuy n đ ng c n quan ờ ủ ơ ấ ạ ể ộ ầ tâm mà v trí có th đ c tính b ng đ n v dài hay đ n v ị ể ượ ằ ơ ị ơ ị góc. nh các chuy n đ i c khí c n thi t mà có th dùng ờ ể ổ ơ ầ ế ể sensor đo góc đ đo chi u dài và ng c l i. Các sensor đo ể ề ượ ạ chi u dài có th là bi n tr , bi n th vi sai, encoder th ng. ề ể ế ở ế ế ẳ Đ đo góc quay có các lo i sensor đo góc, nh bi n tr ể ạ ư ế ở quay, encoder góc, resolver,… Sau đay nói v hai lo i ề ạ sensor th ng g p nh t là encoder và resolver.ườ ặ ấ • Encoder là th c đo v trí theo nguyên t c s , trong đó ướ ị ắ ố to đ đ c mã hoá theo h nh phân. Tuỳ theo đ n v đo, ạ ộ ượ ệ ị ơ ị chúng ta dùng encoder th ng (linear encoder) hay encoder ẳ góc (rotary encoder). Hai lo i này gi ng nhau v nguyên lý ạ ố ề làm vi c, ch khác nhau ch các v ch đ c kh c theo ệ ỉ ở ỗ ạ ượ ắ đ ng th ng hay theo vòng tròn. Theo ph ng pháp mã ườ ẳ ươ hóa, có hai lo i encoder là tuy t đ i (absolute) và gia s ạ ệ ố ố (incremental). • Th c đo v trí theo gia s có 1 ho c 2 đĩa quang, đ c ướ ị ố ặ ượ kh c các vùng trong và đ c xen k nhau. N u dùng m t ắ ụ ẽ ế ộ đĩa thì nó đ c g n v i tr c quay. N u dùng 2 đĩa thì m t ượ ắ ớ ụ ế ộ đĩa g n v i tr c quay, còn đĩa kia c đ nh. M t phía c a ắ ớ ụ ố ị ộ ủ đĩa đ t ngu n sáng, phía đ i di n đ t “3 con m t đi n” đ ặ ồ ố ệ ặ ắ ệ ể thu tín hi u c a t ng vòng tròn. T i m t v trí nh t đ nh ệ ủ ừ ạ ộ ị ấ ị c a đĩa, vùng nào cho tia sáng đi qua s đ c mã hóa là l, ủ ẽ ượ vùng nào ngăn tia sáng s đ c mã hóa là 0. S vùng sáng, ẽ ượ ố t i trên đĩa quy t đ nh đ phân gi i c a encoder.ố ế ị ộ ả ủ • T i th i đi m b t đ u làm vi c, h th ng ph i đ c ạ ờ ể ắ ầ ệ ệ ố ả ượ quy không b ng cách quay l sát vòng tròn th hai t i v trí ằ ỗ ứ ớ ị đ i di n ngu n sáng đ con m t th ba nhìn tháy tia sáng. ố ệ ồ ể ắ ứ Khi h th ng b t đ u làm vi c, m t b x lý s đ m s ệ ố ắ ầ ệ ộ ộ ử ẽ ế ố l n con m t ngoài cùng nhìn th y tia sáng, t đó tính ra ầ ắ ấ ừ góc mà đĩa đã quay. Chi u quay c a đĩa đ c nh n bi t ề ủ ượ ậ ế nh s ph i h p tín hi u c a hai vòng: n u đĩa quay theo ờ ự ố ợ ệ ủ ế chi u kim đ ng h thì m t ngoài cùng nhìn th y tia sáng ề ồ ồ ắ ấ tr c m t th hai và ng c l i. Căn c vào chi u quay ướ ắ ứ ượ ạ ứ ề mà gia s s đ c c ng ho c tr vào t ng s .ố ẽ ượ ộ ặ ừ ổ ố • Th c đo v trí tuy t đ i (Absolute Encoder) có m t đĩa ướ ị ệ ố ộ quang, trên đó có nhi u vòng tròn đ ng tâm. M i vòng ề ồ ỗ ch a các vùng trong và đ c xen k nhau. S vòng tròn ứ ụ ẽ ố quy t đ nh đ phân gi i c a encoder. N u s vòng tròn là ế ị ộ ả ủ ế ố n thì s ph n mà m t vòng tròn có th đ c chia ra b ng ố ầ ộ ể ượ ằ 2n, góc nh nh t mà encoder phân bi t đ c là 360ỏ ấ ệ ượ o/2n. Ví d n u s vòng là n = 4 thì s ph n chia c a vòng tròn là ụ ế ố ố ầ ủ 24 = 16, encoder s phân bi t đ c góc quay 360ẽ ệ ượ o/16 = 22,5o. N u n = 8 thì góc đó là 360ế o/4096 = 0,088o. • Resolver không phát ra tín hi u s nh encoder mà phát ra ệ ố ư tín hi u t ng t đ i di n cho v trí c a đ i t ng đo. ệ ươ ự ạ ệ ị ủ ố ượ Nhìn v b ngoài nó gi ng đ ng c đi n nh ng nguyên lý ẻ ề ố ộ ơ ệ ư làm vi c c a nó gi ng bi n th nhi u h n. Cu n dây rotor ệ ủ ố ế ế ề ơ ộ đ c c p đi n áp xoay chi u thông qua các vành d n ượ ấ ệ ề ẫ đi n.ệ          Đi n áp cung c p cho rotor có d ng hình sin, ệ ấ ạ d ng , còn trên cu n kia có đi n áp . Rõ ràng ạ ộ ệ giá tr đi n áp ra ph thu c góc gi a rotor và stator. Tín ị ệ ụ ộ ữ hi u ph n h i c a góc quay đ c cung c p cho 2 cu n ệ ả ồ ủ ượ ấ ộ dây qua hàm và , sau khi nhân v i tín hi u đ u ớ ệ ầ vào và c ng đ i s đ c tín hi u ra là . ộ ạ ố ượ ệ Tín hi u này đ c khu ch đ i và g i t i kh i đ ng b , ệ ượ ế ạ ử ớ ố ồ ộ đ m b o giá tr c a nó ph i t l v i n u có sai ả ả ị ủ ả ỷ ệ ớ ế l ch, tín hi u đ c bù b i thi t b bù. Sau đó, tín hi u ệ ệ ượ ở ế ị ệ đ c tích phân. M ch ph n h i có b t o dao đ ng, ượ ạ ả ồ ộ ạ ộ chuy n đ i đi n áp thành t n s ể ổ ệ ầ ố (voltage-to-frequency converter - VCO), và kh i đ m xung. Giá tr s đ i di n ố ế ị ố ạ ệ cho góc quay . ϑω cos.tsinV ϑ αsin αcos )sin(.sin α−ϑωtV )sin( α−ϑ α ϑ * C m bi n v n t cả ế ậ ố • M c dù có th xác đ nh v n t c t k t qu đo v trí, ặ ể ị ậ ố ừ ế ả ị ng i ta v n th ng đo tr c ti p nó b ng c m bi n đ c ườ ẫ ườ ự ế ằ ả ế ộ l p. Các c m bi n v n t c th ng dùng có tên là ậ ả ế ậ ố ườ tachometer. Có 2 lo i ạ tachometer là DC tachometer và AC tachometer. • DC tachometer là m t máy phát đi n m t chi u, dùng ộ ệ ộ ề nam châm vĩnh c u. Yêu c u đ c bi t đ i v i chúng là ử ầ ặ ệ ố ớ quan h tuy n tính gi a tín hi u vào (t c đ quay) và tín ệ ế ữ ệ ố ộ hi u ra (đi n áp); gi m hi u ng t tr và nh h ng c a ệ ệ ả ệ ứ ừ ễ ả ưở ủ nhi t đ . Nh c đi m c a DC ệ ộ ượ ể ủ tachometer là dùng c góp ổ đi n và không th lo i tr đ c hi n t ng m ch đ p ệ ể ạ ừ ượ ệ ượ ạ ậ b ng ph ng pháp l c, vì t n s tín hi u ra thay đ i ằ ươ ọ ầ ố ệ ổ th ng xuyên. Đ tuy n tính c a DC ườ ộ ế ủ tachometer có th ể đ t trong kho ng 0,1 - 1%, h s đ p m ch b ng kho ng ạ ả ệ ố ậ ạ ằ ả 2 – 5% giá tr danh đ nh c a tín hi u ra.ị ị ủ ệ •   AC tachometer kh c ph c đ c hi n t ng m ch đ p. Nó g m ắ ụ ượ ệ ượ ạ ậ ồ stator, có 2 cu n dây và rotor ki u c c. Cu n dây th nh t (cu n kích ộ ể ố ộ ứ ấ ộ t ) đ c c p đi n áp xoay chi u hình sin v i t n s kho ng 400 Hz. ừ ượ ấ ệ ề ớ ầ ố ả Khi rotor quay, trên cu n dây th hai s xu t hi n đi n áp xoay chi u ộ ứ ẽ ấ ệ ệ ề t l thu n v i t c đ quay c a rotor . Hi n t ng m ch đ p v n có ỷ ệ ậ ớ ố ộ ủ ệ ượ ạ ậ ẫ nh ng có th lo i tr b ng b l c thích h p, vì t n s tín hi u ra ư ể ạ ừ ằ ộ ọ ợ ầ ố ệ không đ i. Ngoài ra, ổ AC tachometer còn có các u đi m khác, nh ư ể ư không g p các phi n ph c do c góp, rotor không có cu n dây nên ặ ề ứ ổ ộ nh , momen quán tính nh , d cân b ng và ch c ch n. Nh c đi m ẹ ỏ ễ ằ ắ ắ ượ ể c a nó là có đi n áp d đ u ra ngay c khi rotor không quay do h ủ ệ ư ở ầ ả ỗ c m ký sinh gi a các cu n dây.ả ữ ộ * C m bi n đo l cả ế ự • M t v t ch u tác d ng c a l c và momen bao gi cũng b bi n ộ ậ ị ụ ủ ự ờ ị ế d ng, nghĩa là có s chuy n v t ng đ i gi a các ph n c a nó. Vì ạ ự ể ị ươ ố ữ ầ ủ v y các phép đo l c và momen th ng đ c quy v đo chuy n v . ậ ự ườ ượ ề ể ị Thông s c a các linh ki n đi n, nh đi n tr , đi n dung, đi n c m, ố ủ ệ ệ ư ệ ở ệ ệ ả th ng thay đ i khi b bi n d ng. D a vào đó ng i ta ch t o các ườ ổ ị ế ạ ự ườ ế ạ đ u đo ki u đi n tr , đi n dung, đi n c m đ đo l c. Trong m t s ầ ể ệ ở ệ ệ ả ể ự ộ ố tinh th v t ch t, nh th ch anh, khi b bi n d ng s có chênh l ch ể ậ ấ ư ạ ị ế ạ ẽ ệ đi n áp gi a các vùng. D a vào đó, ng i ta ch t o ra các đ u đo ệ ữ ự ườ ế ạ ầ l c ki u áp đi n (piezoeletric).ự ể ệ •  Trong só các lo i sensor l c k trên, ng i ta hay dùng ạ ự ể ườ ki u đi n tr , g i là tensiometer. Đó là đi n tr làm b ng ể ệ ở ọ ệ ở ằ dây d n m nh, đ c dán nên ph n t bi n d ng. N u ẫ ả ượ ầ ử ế ạ ế ph n t b kéo thì ti t di n dây b gi m, do đó đi n tr ầ ử ị ế ệ ị ả ệ ở c a nó tăng. Ngoài yêu c u v đ tuy n tính, đi n tr ủ ầ ề ộ ế ệ ở su t c a v t li u làm tensiometer ph i ít thay đ i theo ấ ủ ậ ệ ả ổ nhi t đ . Đ tăng vùng làm vi c tuy n tính, ng i ta dùng ệ ộ ể ệ ế ườ c u cân b ng, trong đó tensiometer là m t nhánh (Rs). Khi ầ ằ ộ ch a tác d ng l c, c u cân b ng, nghĩa là Vo = 0. Khi có ư ụ ự ầ ằ l c Rs thay đ i, làm c u m t cân b ng. Tín hi u ra đ c ự ổ ầ ấ ằ ệ ượ tính theo công th c: ứ • Đ bù s nh h ng c a nhi t đ , ng i ta dùng R3 nh ể ự ả ưở ủ ệ ộ ườ ư đi n tr bù, g n lên vùng không ch u l c. N u g n R3 lên ệ ở ắ ị ự ế ắ phía đ i di n c a ph n t bi n d ng, sao cho Rs ch u kéo ố ệ ủ ầ ử ế ạ ị còn R3 ch u nén thì s tăng đ c đ nh y c a sensor.ị ẽ ượ ộ ạ ủ i s3 s 21 2 o V)RR R RR R(V + − + =        Quan h gi a l c tác d ng và tín hi u ra ph thu c r t ệ ữ ự ụ ệ ụ ộ ấ nhi u vào cách g n sensor lên ph n t bi n d ng. Sau đây ề ắ ầ ử ế ạ là ví d minh ho v ng d ng tensiometer vào đo l c tác ụ ạ ề ứ ụ ự d ng lên c tay khi nâng v t. Trong tr ng h p này ph n ụ ổ ậ ườ ợ ầ t bi n d ng có d ng ch th p (ki u Maltese), đóng vai ử ế ạ ạ ữ ậ ể trò truy n l c gi a k p và c tay. Các tensiometer đ c ề ự ữ ẹ ổ ượ dán lên các nhánh ch th p, sao cho sensor nh n đ c tín ữ ậ ậ ượ hi u l c tác d ng theo b t c ph ng nào. M i nhánh ch ệ ự ụ ấ ứ ươ ỗ ữ th p đ c dán 2 tensiometer, nên t ng s giá tr đo đ c ậ ượ ổ ố ị ượ là 8, t đ n . L c t ng quát tác d ng lên c ừ ế ự ổ ụ ổ tay có 6 thành ph n: 3 thành ph n l c h ng theo 3 tr c ầ ầ ự ướ ụ t a đ (fọ ộ x, fy, fz) và 3 thành ph n momen quanh 3 tr c đó ( ầ ụ ). Quan h gi a các thành ph n l c và momen v i ệ ữ ầ ự ớ các giá tr đo đ c bi u di n qua m t ma tr n, g i là ma ị ượ ể ễ ộ ậ ọ tr n chu n đ nh (calibration matrix):ậ ẩ ị 1ω 8ω zyx ,, µµµ                 ω ω ω ω ω ω ω ω ×             =             µ µ µ 8 7 6 5 4 3 2 1 67656361 5652 4844 38363432 2521 1713 z y x z y x 0c0c0c0c 00c000c0 c000c000 c0c0c0c0 000c000c 0c000c00 f f f Các sensor thông d ng ki u này có đ ng kính kho ng 10 ụ ể ườ ả cm, cao kho ng 5 cm; có gi i h n đo l c (50 – 500) N và ả ớ ạ ự momen (5 - 70) Nm; đ phân gi i đo l c kho ng 0,1% và ộ ả ự ả momen 0,05% giá tr c c đ i; t c đ l y m u c a m ch x ị ự ạ ố ộ ấ ẫ ủ ạ ử lý kho ng 1 Hz.ả      * Thi t b quan sát (Visual System)ế ị • Thi t b quan sát là m t sensor đ c bi t, có kh năng ế ị ộ ặ ệ ả nh n bi t và x lý hình nh c a đ i t ng. Thi t b quan ậ ế ử ả ủ ố ượ ế ị sát đ c ng d ng r ng rãi trong công nghi p nói chung, ượ ứ ụ ộ ệ song ng d ng trong robot là ng d ng đ c tr ng nh t. ứ ụ ứ ụ ặ ư ấ M t khác x lý nh cũng là m t trong nh ng lĩnh v c phát ặ ử ả ộ ữ ự tri n m nh nh t c a công ngh thông tin hi n đ i, nên ể ạ ấ ủ ệ ệ ạ thi t b quan sát trên robot g n li n v i máy tính.ế ị ắ ề ớ • Trên hình 6.12 là m t h th ng quan sát đ n gi n c a ộ ệ ố ơ ả ủ robot, đ nh n bi t 2 v t: m t v t cao và m t v t th p. ể ậ ế ậ ộ ậ ộ ậ ấ H th ng có m t ngu n sáng và 2 sensor thu ánh sáng. ệ ố ộ ồ N u có v t cao tr c ngu n sáng thì c 2 sensor đ u nh n ế ậ ướ ồ ả ề ậ đ c ánh sáng ph n x . N u ch có v t th p thì ch riêng ượ ả ạ ế ỉ ậ ấ ỉ sensor th p nh n đ c. N u không có v t nào thì không ấ ậ ượ ế ậ sensor nào nh n đ c tín hi u. “Hình nh” c a đ i t ng ậ ượ ệ ả ủ ố ượ ch g m có 2 đi m nh (trong k thu t x lý nh, đi m ỉ ồ ể ả ỹ ậ ử ả ể nh đ c g i là pixel).ả ượ ọ • Tín hi u v đ i t ng, tuy ch có 2 pixel nh ng cũng c n ệ ề ố ượ ỉ ư ầ b phân tích, ví d m t PLC. Nó đ c l p trình đ :ộ ụ ộ ượ ậ ể • Báo hi u cho robot n u có v t cao tr c m t. Vì v y ệ ế ậ ướ ặ ậ robot ch ph i ph n ng khi g p v t cao.ỉ ả ả ứ ặ ậ • N i hi u l nh cho ng i n u ch có v t th p tr c m t. ổ ệ ệ ườ ế ỉ ậ ấ ướ ặ Nh v y ng i ch ph i ph n ng n u g p v t th p.ư ậ ườ ỉ ả ả ứ ế ặ ậ ấ • G i h th ng trên là “thi t b quan sát” có th là h i ọ ệ ố ế ị ể ơ l m d ng t này và h th ng nh v y có l không t n t i ạ ụ ừ ệ ố ư ậ ẽ ồ ạ trên th c t , nh ng nó cho m t hình dung ban đ u v thi t ự ế ư ộ ầ ề ế b quan sát.ị • Thi t b quan sát th t s cũng có các b ph n c b n ế ị ậ ự ộ ậ ơ ả nh h th ng ví d trên. Đó là h th ng đ n gi n đ ư ệ ố ụ ở ệ ố ơ ả ể nh n d ng chi ti t. Nó có kh năng phân bi t các chi ti t ậ ạ ế ả ệ ế trong tr ng quan sát c a mình.ườ ủ    H th ng nh n d ng nói trên g m có:ệ ố ậ ạ ồ • Ngu n sáng, tia sáng do nó phát ra s b ph n x b i v t ồ ẽ ị ả ạ ở ậ và đ c thu b i…ượ ở • Camera, bi n đ i quang năng thành đi n năng, cung c p ế ổ ệ ấ cho… • B thu nh (Framegrabber), g m m ch đi n t và ph n ộ ả ồ ạ ệ ử ầ m m đ phân tích tín hi u thành các pixel và bi u di n ề ể ệ ể ễ chúng d i d ng mã nh phân. S đ phân b các đi m ướ ạ ị ơ ồ ố ể nh g i là bitmap. S đ này s đ c chuy n t i…ả ọ ơ ồ ẽ ượ ể ớ • Máy tính đ l u tr và x lý ti p. máy tính s so sánh s ể ư ữ ử ế ẽ ơ đ đi m nh c a v t v i s đ đi m nh chu n (g i là ồ ể ả ủ ậ ớ ơ ồ ể ả ẩ ọ template) trong th vi n đ xem v t thu c lo i nào. Máy ư ệ ể ậ ộ ạ tính s ch cho robot bi t chi ti t nó đang nhìn th y là chi ẽ ỉ ế ế ấ ti t nào, thông qua…ế • Giao di n đ u ra. Nó chuy n tín hi u t h th ng nh n ệ ầ ể ệ ừ ệ ố ậ d ng cho b đi u khi n robot. Ví d , m t mã “H” (n u ạ ộ ề ể ụ ộ ế chi ti t là h p), mã “C” (n u chi ti t là c lê) s đ c ế ộ ế ế ờ ẽ ượ truy n theo giao di n chu n RS 232.ề ệ ẩ Thi t b nh n d ng càng chính xác n u có s đi m nh trên m t ế ị ậ ạ ế ố ể ả ộ đ n v di n tích nh (nghĩa là phân gi i) càng l n. Đ n v chu n c a ơ ị ệ ả ả ớ ơ ị ẩ ủ đ phân gi i là ộ ả dpi (dots per inch). Màn hình máy tính có đ phân gi i ộ ả c 100 dpi, còn máy in laser th nh có đ phân gi i cao h n (c 300 ỡ ườ ộ ả ơ ỡ dpi tr lên). Đ phân gi i c a nh càng l n thì t c đ x lý và dung ở ộ ả ủ ả ớ ố ộ ử l ng b nh c a máy tính càng ph i cao. Kh năng nh n d ng chính ượ ộ ớ ủ ả ả ậ ạ xác c a thi t b quan sát c n cho nh ng tr ng h p sau:ủ ế ị ầ ữ ườ ợ •Phân bi t các chi ti t khá gi ng nhauệ ế ố •Phân bi t các s n ph m t t và ph ph mệ ả ẩ ố ế ẩ •S d ng màu s c đ nh n d ng đ i t ngử ụ ắ ể ậ ạ ố ượ •Đo kích th c c a chi ti tướ ủ ế •Nh n bi t v t c n đ tránh va ch mậ ế ậ ả ể ạ •Nh n bi t kho ng cách và h ng c a chi ti tậ ế ả ướ ủ ế •Nh n bi t t c đ và h ng chuy n đ ng c a đ i t ngậ ế ố ộ ướ ể ộ ủ ố ượ •Nh n bi t đ i t ng 3 chi uậ ế ố ượ ề Các thi t b nh n d ng m c tiêu c a máy ném bom, nh n d ng ế ị ậ ạ ụ ủ ậ ạ đ ng cho các ô tô t lái,… là nh ng ví d v các thi t b quan sát ườ ự ữ ụ ề ế ị hi n đ i.ệ ạ • 6.4. H th ng đi u khi nệ ố ề ể • Các ph n trên đã trình bày v h th ng c khí (x ng ầ ề ệ ố ơ ươ c t) và h th n kinh ngo i vi. Mu n đi u khi n đ c ố ệ ầ ạ ố ề ể ượ robot c n m t h th ng th n kinh trung ng, t c là não ầ ộ ệ ố ầ ươ ứ b . Đó là h th ng đi u khi n.ộ ệ ố ề ể • 6.4.1. Ki n trúc ch c năngế ứ • H th ng đi u khi n robot c n có các kh năng sau:ệ ố ề ể ầ ả • - Đi u khi n chuy n đ ng c a các c c u c khí ề ể ể ộ ủ ơ ấ ơ (manipulation ability); • - Thu nh n thông tin v tr ng thái c a h th ng và v ậ ề ạ ủ ệ ố ề môi tr ng công tác (sensory ability);ườ • - Phân tích thông tin và ph n ng tr c đi u ki n th c ả ứ ướ ề ệ ự t trong ph m vi xác đ nh (intelligent behavior ability);ế ạ ị • - L u tr , x lý và cung c p thông tin v h th ng (data ư ữ ử ấ ề ệ ố processing ability); •   Mu n v y, b đi u khi n c n có các kh i (modul) c ố ậ ộ ề ể ầ ố ơ b n:ả • - Modul c m bi n thu nh n, bi n đ i, hi u ch nh, t ng ả ế ậ ế ổ ệ ỉ ổ h p thông tin v tr ng thái c a h th ng và v môi ợ ề ạ ủ ệ ố ề tr ng.ườ • - Modul t ng h p, thi t l p mô hình t ng h p v h ổ ợ ế ậ ổ ợ ề ệ th ng và môi tr ng trên c s thông tin do modul c m ố ườ ơ ở ả bi n cung c p.ế ấ • - Modul ra quy t đ nh, đ a ra ph ng th c hành đ ng. T ế ị ư ươ ứ ộ ừ chi n l c hành đ ng, l p k ho ch, đi u khi n ho t ế ượ ộ ậ ế ạ ề ể ạ đ ng c a c c u đ th c hi n nhi m v theo tình hu ng ộ ủ ơ ấ ể ự ệ ệ ụ ố c th .ụ ể • Các modul trên t đ ng liên k t v i nhau theo nhi m v ự ộ ế ớ ệ ụ đ c quy đ nh trong ch ng trình, có tính đ n kh năng ượ ị ươ ế ả thích ng c a h th ng trong quá tình hu ng c th . Tuy ứ ủ ệ ố ố ụ ể v y, v n c n có giao di n v i ng i v n hành khi c n ậ ẫ ầ ệ ớ ườ ậ ầ con ng i có th ki m tra, giám sát, can thi p vào h ườ ể ể ệ ệ th ng.ố • Tính đ n c ng đ trao đ i thông tin gi a các modul v i nhau và ế ườ ộ ổ ữ ớ gi a h th ng v i ng i v n hành, c n có b nh chung đ l u tr ữ ệ ố ớ ườ ậ ầ ộ ớ ể ư ữ các thông tin ban đ u và thông tin c p nh t c a h th ng và môi ầ ậ ậ ủ ệ ố tr ng.ườ • C u trúc ch c năng trên đ c phân c p theo th b c. C u trúc b c ấ ứ ượ ấ ứ ậ ấ ậ th p liên quan đ n các d ch chuy n v t lý. C u trúc b c cao g n v i ấ ế ị ể ậ ấ ậ ắ ớ ch c năng phân tích logic. Các b c liên h v i nhau thông qua dòng ứ ậ ệ ớ d li u. S đ trên hình 6.14 cho phép nhìn nh n t ng quan v c u ữ ệ ơ ồ ậ ổ ề ấ trúc ch c năng và c u trúc th b c c a h đi u khi n robot.ứ ấ ứ ậ ủ ệ ề ể • Tuỳ theo yêu c u đ i v i ho t đ ng c a robot, các ch c năng ầ ố ớ ạ ộ ủ ứ đ c phân c p v i m c đ khác nhau. Nói chung có th phân thành 4 ượ ấ ớ ứ ộ ể c p chính:ấ • - C p nhi m v (task level), gi i quy t các v n đ chung v nhi m ấ ệ ụ ả ế ấ ề ề ệ v . So sánh yêu c u đ t ra v i kh năng ch p nh n c a h th ng, ụ ầ ặ ớ ả ấ ậ ủ ệ ố tình tr ng hi n t i c a h th ng v i môi tr ng…ạ ệ ạ ủ ệ ố ớ ườ • - C p chi n l c (action level), gi i quy t ph ng th c hành đ ng ấ ế ượ ả ế ươ ứ ộ chung, ví d h t a đ , v trí c a ph n công tác, các đi m ph i đi ụ ệ ọ ộ ị ủ ầ ể ả qua, hàm n i suy s s d ng…ộ ẽ ử ụ • - C p k ho ch (primitive level), thi t l p qu đ o, tính toán đ ng ấ ế ạ ế ậ ỹ ạ ộ h c và đ ng h c ng c, phân tích tình tr ng h ch p hành,…ọ ộ ọ ượ ạ ệ ấ • - C p th a hành (servo level), liên quan đ n các ho t đ ng c th , ấ ừ ế ạ ộ ụ ể nh gi i mã l nh, n i suy, x lý l i, giao di n v i c c u ch p hành.ư ả ệ ộ ử ỗ ệ ớ ơ ấ ấ 6.4.2. Môi tr ng l p trìnhườ ậ • Đ c đi m quan tr ng c a robot là làm vi c theo ch ng ặ ể ọ ủ ệ ươ trình và tái l p trình đ c. Ch ng trình là ph ng ti n ậ ượ ươ ươ ệ đ ng u s d ng truy n đ t cho robot các nhi m v mà ể ườ ử ụ ề ạ ệ ụ nó ph i th c hi n và h ng d n cho robot làm vi c đó th ả ự ệ ướ ẫ ệ ế nào. Vì v y robot c n có m t môi tr ng l p trình v i ậ ầ ộ ườ ậ ớ ngôn ng l p trình nh t đ nh. Môi tr ng l p trình, ngoài ữ ậ ấ ị ườ ậ h th ng l nh và hàm nh các ngôn ng l p trình khác, ệ ố ệ ư ữ ậ còn ph i có kh năng giám sát quá trình làm vi c c a robot ả ả ệ ủ và có ph n ng thích h p. Nói cách khác, dù h th ng ả ứ ợ ệ ố đ c thi t k chính xác và t m đ n đâu thì cũng không ượ ế ế ỷ ỷ ế l ng h t đ c m i y u t b t tr c. Ch ng trình ph i ườ ế ượ ọ ế ố ấ ắ ươ ả cho phép robot ph n ng h p lý trong m i tình hu ng. Nói ả ứ ợ ỗ ố tóm l i, môi tr ng l p trình robot c n có các y u t sau:ạ ườ ậ ầ ế ố • - H th ng đi u hành trong th i gian th c.ệ ố ề ờ ự • - Mô hình hóa không gian công tác • - Đi u khi n chuy n đ ngề ể ể ộ • - Đ c và x lý thông tin t h th ng sensorọ ử ừ ệ ố • - Giao di n v i h th ng v t lýệ ớ ệ ố ậ • - Phát hi n và x lý l iệ ử ỗ • - Ph c h i các ch c năng làm vi c đúngụ ồ ứ ệ • - C u trúc ngôn ng xác đ nhấ ữ ị Nh v y, môi tr ng l p trình b t ngu n t c u trúc h ư ậ ườ ậ ắ ồ ừ ấ ệ đi u khi n, nghĩa là có k t c u ch c năng và th b c.ề ể ế ấ ứ ứ ậ S phát tri n c a môi tr ng l p trình ph thu c vào ự ể ủ ườ ậ ụ ộ khoa h c máy tính. Theo đ nh h ng ch c năng có th ọ ị ướ ứ ể nh n th y 3 th h c a môi tr ng l p trình: l p trình ậ ấ ế ệ ủ ườ ậ ậ ki u làm m u (teach-in programming), l p trình đ nh ể ẫ ậ ị h ng robot (robot oriented programming), l p trình đ nh ướ ậ ị h ng đ i t ng (object oriented programming). Th h ướ ố ượ ế ệ sau th ng bao c ch c năng c a th h tr c. ườ ả ứ ủ ế ệ ướ * L p trình làm ki u m uậ ể ẫ • Đây là ph ng pháp l p trình đ n gi n nh t. Ng i v n hành dùng ươ ậ ơ ả ấ ườ ậ m t thi t b đ c bi t, g i là teach pendant hay tr c ti p d n d t tay máy ộ ế ị ặ ệ ọ ự ế ẫ ắ th c hi n các thao tác. M i thao tác s đ c ghi nh đ sau đó tay máy ự ệ ọ ẽ ượ ớ ể có th l p l i. Dù ngày nay ngôn ng l p trình đã phát tri n, ph ng ể ặ ạ ữ ậ ể ươ pháp l p trình hi n nay v n còn đ c s d ng, ví d ng i ta m i h c ậ ệ ẫ ượ ử ụ ụ ườ ớ ọ l p trình ho c đ l p trình các thao tác ph c t p, khó di n đ t tr c ti p ậ ặ ể ậ ứ ạ ễ ạ ự ế b ng ngôn ng l p trình b c cao.ằ ữ ậ ậ * L p trình đ nh h ng robotậ ị ướ • Ph ng pháp này phát tri n trên c s k thu t máy tính hi n đ i. ươ ể ơ ở ỹ ậ ệ ạ Đ c đi m c b n c a nó là dùng ngôn ng l p trình b c cao, có c u ặ ể ơ ả ủ ữ ậ ậ ấ trúc đ mô t các thao tác. Các y u t chính c a môi tr ng g m:ể ả ế ố ủ ườ ồ • - B so n th o ch ng trình d i d ng text editorộ ạ ả ươ ướ ạ • - C u trúc bi u th d li u ph c t pấ ể ị ữ ệ ứ ạ • - S d ng các bi n tr ng tháiử ụ ế ạ • - Th c hi n các phép toán ma tr nự ệ ậ • - S d ng ký hi u đ bi u di n h t a đ .ử ụ ệ ể ể ễ ệ ọ ộ • - Có kh năng chuy n đ i t a đ v t trên các khâu, kh p c a tay máyả ể ổ ọ ộ ậ ớ ủ • - Dùng k thu t ch ng trình con, th t c, vòng l pỹ ậ ươ ủ ụ ặ • - Có kh năng tính toán song songả • - Các ch c năng đi u khi n logic kh trình (PLC).ứ ề ể ả •  S d ng môi tr ng l p trình đ nh h ng robot có th ử ụ ườ ậ ị ướ ể tao ra các giao di n v i các thi t b khác trong h th ng ệ ớ ế ị ệ ố s n xu t. M t khác, không nh t thi t ph i l p trình tr c ả ấ ặ ấ ế ả ậ ự ti p trên thi t b mà trên m t l p trình đ c l p (offline ế ế ị ộ ậ ộ ậ programming). M t công c l p trình r t có hi u qu là ộ ụ ậ ấ ệ ả CAD/CAM, cho phép mô t h th ng và môi tr ng làm ả ệ ố ườ vi c d i d ng đ h a.ệ ướ ạ ồ ọ • * L p trình đ nh h ng đ i t ng:ậ ị ướ ố ượ • L p trình h ng đ i t ng cho phép thâm nh p vào ậ ướ ố ượ ậ c p đi u khi n cao nh t: mô hình hóa môi tr ng làm ấ ề ể ấ ườ vi c c a robot nh trong h th ng s n xu t th c. Trong ệ ủ ư ệ ố ả ấ ự h th ng đó robot ch là m t trong nh ng thi t b , làm ệ ố ỉ ộ ữ ế ị vi c đ ng b v i các thi t b khác. Đ i t ng l p trình và ệ ồ ộ ớ ế ị ố ượ ậ mô t là nhi m v s n xu t c a c h th ng ch không ả ệ ụ ả ấ ủ ả ệ ố ứ ph i ch riêng robot. Môi tr ng l p trình này d n d n ả ỉ ườ ậ ầ ầ mang các đ c tính c a h chuyên gia và trí tu nhân t o.ặ ủ ệ ệ ạ – 6.4.3. C u trúc ph n c ng ấ ầ ứ • Th ng nh t v i c u trúc chung c a h th ng đi u khi n, ph n ố ấ ớ ấ ủ ệ ố ề ể ầ c ng cũng có c u trúc ch c năng theo th b c. S đ c u trúc ph n ứ ấ ứ ứ ậ ơ ồ ấ ầ c ng nh trong hình 6.16.ứ ư Hình 6.16: S đ c u trúc ph n c ng c a h đi u khi n RBCNơ ồ ấ ầ ứ ủ ệ ề ể • Trong h th ng này, tuỳ ch c năng đ c hình thành nh b ng ệ ố ứ ượ ờ ả m ch riêng. Các b ng m ch đ c liên k t v i nhau qua đ ng ạ ả ạ ượ ế ớ ườ truy n (BUS) d li u. Đ r ng c a BUS ph i đ cho phép x lý th i ề ữ ệ ộ ộ ủ ả ủ ử ờ gian th c.ự •  B n m ch (Board) h th ng, th c ch t là CPU, g m:ả ạ ệ ố ự ấ ồ • M t b vi x lý v i đ ng x lý toán h c,ộ ộ ử ớ ồ ử ọ • M t EPROM cho c u hình h th ng,ộ ấ ệ ố • M t RAM riêng (local),ộ • M t RAM chia x v i các b ng m ch khác thông qua BUSộ ẻ ớ ả ạ • M t s c ng n i ti p và song song đ ghép v i BUS ho c các thi t ộ ố ổ ố ế ể ớ ặ ế b bên ngoài.ị • Các b đ m, thanh ghi và đ ng hộ ế ồ ồ • H th ng ng tệ ố ắ • Board h th ng th c hi n các ch c năng sau:ệ ố ự ệ ứ • Giao di n v i các teach pendant, bàn phím, video, máy in,ệ ớ • Giao di n v i b nh ngoài ( c ng) đ l u d li u và ch ng trìnhệ ớ ộ ớ ổ ứ ể ư ữ ệ ươ • Giao di n v i các tr m ho c h đi u khi n khác trong m ng c c b ệ ớ ạ ặ ệ ề ể ạ ụ ộ (LAN), • Giao di n vào ra (I/O) v i các thi t b ngo i vi, nh băng t i, nâng ệ ớ ế ị ạ ư ả h , đo l ng, ON/OFF sensor,ạ ườ • B d ch ch ng trình,ộ ị ươ • B đi u khi n BUS.ộ ề ể •  Board đ ng h c th c hi n các ch c năng:ộ ọ ự ệ ứ • - Tính toán đ ng h c c a c u trúc,ộ ọ ủ ấ • - Gi i các bài toán thu n, ngh ch, Jacobian c a đ ng h c tay máy,ả ậ ị ủ ộ ọ • - Test qu đ oỹ ạ • - Gi i quy t v n đ liên k t đ ng h c th a.ả ế ấ ề ế ộ ọ ừ • - Board đ ng l c h c gi i quy t bài toán ng c c a đ ng l c h c ộ ự ọ ả ế ượ ủ ộ ự ọ tay máy. • - Servo board có các ch c năng:ứ • - N i suy qu đ o,ộ ỹ ạ • - Th c hi n các thu t toán đi u khi n,ự ệ ậ ề ể • - Chuy n đ i s - t ng t và giai di n v i các b khu ch đ i công ể ổ ố ươ ự ệ ớ ộ ế ạ su tấ • - X lý các thông tin v v trí và v n t c,ử ề ị ậ ố • - Ng t chuy n đ ng khi có s c .ắ ể ộ ự ố Các board khác có ch c năng x lý thông tin t các servo t ng ng.ứ ử ừ ươ ứ •  M c dù các board đ u truy n d li u qua BUS, t c đ ặ ề ề ữ ệ ố ộ trao đ i d li u c a chúng không c n gi ng nhau. Các ổ ữ ệ ủ ầ ố thông tin h th ng cung c p cho các servo board c n c p ệ ố ấ ầ ậ nh p nhanh nh t có th đ c, nên t c đ trao đ ic a ậ ấ ể ượ ố ộ ổ ủ chúng r t cao (100 – 1000) Hz. Board đ ng h c và đ ng ấ ộ ọ ộ l c h c ch th c hi n các phép tính không tr c ti p tham ự ọ ỉ ự ệ ự ế gia đi u khi n h th ng nên trao đ i thông tin t n s ề ể ệ ố ổ ở ầ ố th p h n (10 - 100) Hz. Vision board còn trao đ i d li u ấ ơ ổ ữ ệ v i t n s th p h n n a (1 - 10) Hz. Vi c các board trao ớ ầ ố ấ ơ ữ ệ đ i d li u v i t c đ khác nhau giúp phòng ng a tình ổ ữ ệ ớ ố ộ ừ tr ng ngh n kênh d li u.ạ ẽ ữ ệ • S phát tri n c a k thu t đi u khi n robot không th ự ể ủ ỹ ậ ề ể ể tách r i s phát tri n c a công ngh thông tin. B n thân ờ ự ể ủ ệ ả b đi u khi n robot là m t máy trính chuyên dùng (hình ộ ề ể ộ 6.17), bên c nh nh ng nguyên t c chung có nh ng đ c ạ ữ ắ ữ ặ đi m riêng trong c u t o và ho t đ ng. ể ấ ạ ạ ộ • B x lý trung tâmộ ử • Máy tính đã gây nên s phát tri n đáng k c a ự ể ể ủ k thu t đi u khi n robot. Các b vi x lý (VXL) ỹ ậ ề ể ộ ử 8 bit nh Motorola 6800 ho c Zilog Z-80 đã t ng ư ặ ừ đ c s d ng ph bi n trong đi u khi n robot. ượ ử ụ ổ ế ề ể Ngày nay, ph n l n robot đã dùng VXL 16 bit, v i ầ ớ ớ co-processor đ tăng kh năng tính toán. Thông ể ả d ng nh t là các b VXL Intel 8086, 8088. Ngoài ụ ấ ộ tăng đáng k t c đ x lý, chúng còn có khr năng ể ố ộ ử m r ng b nh đ a ch , cho phép đi u khi n t t ở ộ ộ ở ị ỉ ề ể ố h n v n t c và gia t c c a ph n công tác và m ơ ậ ố ố ủ ầ ở r ng ti n ích l p trình. M t s robot h ên đ i đã ộ ệ ậ ộ ố ị ạ dùng b VXL 32 bit. Chúng r t thích h p v i đi u ộ ấ ợ ớ ề khi n qu đ o liên t c.ể ỹ ạ ụ B nhộ ớ  • Thi t b vào/raế ị • Thi t b vào/ra c a robot (hình 6.19) ph c v cho nhi m v đi u ế ị ủ ụ ụ ệ ụ ề khi n, nghĩa là giao di n gi a máy tính v i các thi t b bên ngoài:ể ệ ữ ớ ế ị • - Thi t b đi u khi n các tr c, đi u khi n ngu n đ ng l c cung ế ị ề ể ụ ề ể ồ ộ ự c p cho các tr c đ thi hành các nhi m v c a robot. Máy tính đi u ấ ụ ể ệ ụ ủ ề khi n h th ng ch p hành thông qua các thi t b này. Chúng có th là ể ệ ố ấ ế ị ể các servo drive, inverter,…Chúng có th bao g m c b chuy n đ i ể ồ ả ộ ể ổ s - t ng t , cho phép máy tính đi u khi n đ ng c m t chi u. N u ố ươ ự ề ể ộ ơ ộ ề ế dùng h đi u khi n servo thì c n thu nh n tín hi u t các sensor.ệ ề ể ầ ậ ệ ừ • - Thi t b d y (Teach Pendants) có trên h u h t robot. Lo i đ n gi n ế ị ạ ầ ế ạ ơ ả ch cho phép nh các to đ mà robot đ c d n qua đ sau đó l p ỉ ớ ạ ộ ượ ẫ ể ặ l i. Lo i ph c t p h n có th có các phím đi u khi n ch c năng, ạ ạ ứ ạ ơ ể ề ể ứ nh chuy n đ ng các tr c, m và đóng k p,…và các l nh x lý ư ể ộ ụ ở ẹ ệ ử ch ng trình, nh ghi, đ c, ch y ch ng trình,…ươ ư ọ ạ ươ • - Các thi t b ngo i vi, nh máy in, thi t b l u tr ngoài, màn hình,ế ị ạ ư ế ị ư ữ … • - Giao di n v i h th ng sensor, có th là s hay t ng t tuỳ theo ệ ớ ệ ố ể ố ươ ự lo i sensor và thi t b x lý.ạ ế ị ử • - Giao di n v i các thi t b đi u khi n khác, nh PLC, máy CNC, ệ ớ ế ị ề ể ư robot và các thi t b s n xu t khác,…ế ị ả ấ • - M ng truy n thông c c b hay di n r ng.ạ ề ụ ộ ệ ộ CH NG 7: S D NG ROBOT CÔNG NGHI PƯƠ Ử Ụ Ệ 7.1. Các ng d ng đi n hình c a robot công nghi pứ ụ ể ủ ệ • Robot đ c s d ng trong m i lĩnh v c: s n xu t, qu c ượ ử ụ ọ ự ả ấ ố phòng, nghiên c u khoa h c, dân sinh,…trong đó, công ứ ọ nghi p là n i s d ng robot m t cách ph bi n nh t. ệ ơ ử ụ ộ ổ ế ấ Trong công nghi p, cùng v i các thi t b công ngh và các ệ ớ ế ị ệ thi t b nâng chuy n, robot cũng đã đ c th ng nh t hóa ế ị ể ượ ố ấ cao v m t s tr ng h p chính nh sau:ề ộ ố ườ ợ ư • - Công vi c bu n t , đ n đi u, ho c làm vi c liên t c ệ ồ ẻ ơ ệ ặ ệ ụ c ngày đêm, ví d v n chuy n, x p d hàng hóa, ph c ả ụ ậ ể ế ỡ ụ v máy công c , l p ráp, đo l ng, bao gói s n ph m,…ụ ụ ắ ườ ả ẩ • - Công vi c n ng nh c;ệ ặ ọ • - Công vi c gây nguy hi m cho con ng i, nh nóng, ệ ể ườ ư đ c, phóng x , d i n c sâu, trong lòng đ t, ngoài ộ ạ ướ ướ ấ kho ng không vũ tr ,…ả ụ • Tuy robot đ c s d ng r ng rãi nh v y nh ng tài ượ ử ụ ộ ư ậ ư li u này ch y u đi sâu vào lĩnh v c ng d ng r ng rãi ệ ủ ế ự ứ ụ ộ nh t c a RBCN, là ngành ch t o máy.ấ ủ ế ạ 7.2. Các h th ng s n xu t có s d ng robot công nghi pệ ố ả ấ ử ụ ệ • Ngày nay ng i ta dùng tính t robot hóa đ ch các h th ng s n ườ ừ ể ỉ ệ ố ả xu t có s d ng RBCN. Căn c vào hình thái t ch c s n xu t, ấ ử ụ ứ ổ ứ ả ấ ng i ta phân bi t 4 d ng robot hóa h th ng s n xu t.ườ ệ ạ ệ ố ả ấ 7.2.1. Robot hóa các thi t b công nghế ị ệ • Đây là d ng ng d ng đ n gi n nh t c a RBCN, trong đó thi t b ạ ứ ụ ơ ả ấ ủ ế ị công nghi p đ c ph c v b i m t hay các robot (ho c đ c trang ệ ượ ụ ụ ở ộ ặ ượ b c c u ph c v d ng robot) đ t đ ng hóa các công vi c ph c ị ơ ấ ụ ụ ạ ể ự ộ ệ ụ v . Trong gia công c t g t, các công vi c th ng đ c ph c v b i ụ ắ ọ ệ ườ ượ ụ ụ ở robot là v n chuy n phôi và s n ph m, đ a phôi vào thi t b gá k p ậ ể ả ẩ ư ế ị ẹ và tháo s n ph m sau gia công, x p s n ph m vào giá, đo s n ph m ả ẩ ế ả ẩ ả ẩ trên máy ho c đ a s n ph m lên thi t b đo, làm s ch đ gá ho c b ặ ư ả ẩ ế ị ạ ồ ặ ề m t chi ti t, thay d ng c ,…Trong s n xu t đúc, robot th ng đ c ặ ế ụ ụ ả ấ ườ ượ giao nhi m v l p, d khuôn, rót v t li u, làm s ch v t đúc,…Trong ệ ụ ắ ỡ ậ ệ ạ ậ gia công áp l c, robot có th đ m nh n vi c đua phôi vào vùng gia ự ể ả ậ ệ công và l y s n ph m, đ o phôi khi rèn. Có nh ng tr ng h p nh ấ ả ẩ ả ữ ườ ợ ư khi hàn, s n,…robot đ ng th i là thi t b công ngh , nghĩa là nó tr c ơ ồ ờ ế ị ệ ự ti p đi u khi n m hàn hay d u phun s n đ hoàn thành nguyên công ế ề ể ỏ ầ ơ ể công ngh .ệ Trên hình 7.1 (b) là s đ c a robot PиTM-01.01. Nó đ c thi t k đ ơ ồ ủ ượ ế ế ể ph c v các máy gia công c t g t, máy gi p ngu i và l p ráp đ n ụ ụ ắ ọ ậ ộ ắ ơ gi n. Các tính năng k thu t chính c a nó trong b ng sau:ả ỹ ậ ủ ả αϕ / αϕ / 1,0± Di chuy n góc ể V n t c góc theoậ ố Tên thông số Giá trị Tên thông số Giá trị S c nâng (kg)ứ 0,1 T m v n l n nh tầ ươ ớ ấ 345 S b c t doố ậ ự 5 Di chuy n th ng x/r/z (mm)ể ẳ 50/150/50 Ki u truy n đ ngể ề ộ Khí nén V n t c th ng theo x/r/z (m/ậ ố ẳ s) 0,17/0,6/0,17 Ki u đi u khi nể ề ể Chu trình 220/90 S to đ l p trìnhố ạ ộ ậ 4 (o/s) 6,2/1,53 Sai s đ nh v (mm)ố ị ị Kh i l ng (kg)ố ượ 30 Ví d v máy công c đ c m t robot đ c l p ph c v trên hình 7.3 ụ ề ụ ượ ộ ộ ậ ụ ụ ở (a). T h p dùng máy ti n CNC ki u A616. Robot ki u БPиΓ-10Б có ổ ợ ệ ể ể nhi m v l y phôi t giá 3, c p cho máy ti n và l y chi ti t gia công ệ ụ ấ ừ ấ ệ ấ ế xong kh i máy, ch t vào giá 5. T h p có th gia công các chi ti t ỏ ấ ổ ợ ể ế d ng đĩa, đ ng kính đ n 100 mm, dài đ n 200 mm, ho c chi ti t ạ ườ ế ế ặ ế d ng tr c, đ ng kính đ n 80 mm, dài đ n 600 mm. Robot ki u ạ ụ ườ ế ế ể БPиΓ-10 trên hình 7.3 (b) đ c thi t k đ ph c v các máy ti n bán ượ ế ế ể ụ ụ ệ t đ ng ki u 1A730, 1A240Π-6, máy phen ren 5K63, máy ti n CNC ự ộ ể ệ ki u ATΠP-2M12. Nó có tính năng c b n nh trong b ng sau:ể ơ ả ư ả αϕ / αϕ / 3,0± Di chuy n góc ể V n t c góc theoậ ố Tên thông số Giá trị Tên thông số Giá trị S c nâng (kg)ứ 10 T m v n l n nh t ầ ươ ớ ấ (mm) 1260 S b c t doố ậ ự 5 Di chuy n th ng x/r/z ể ẳ (mm) 200/600/100 Ki u truy n đ ngể ề ộ Khí nén V n t c th ng theo x/r/z ậ ố ẳ (m/s) 0,3/0,6/0,3 Ki u đi u khi nể ề ể Chu trình 210/180 S to đ l p trìnhố ạ ộ ậ 4 (o/s) 1,53/1,53 Sai s đ nh v (mm)ố ị ị Kh i l ng (kg)ố ượ 300 7.2.2. Robot hóa các t bào s n xu tế ả ấ • T bào s n xu t (manufacturing cell) là t h p, g m các ế ả ấ ổ ợ ồ thi t b công ngh , (các) robot và các thi t b ph c v có ế ị ệ ế ị ụ ụ th là thi t b x p d , đ nh h ng,…M i t bào s n xu t ể ế ị ế ỡ ị ướ ỗ ế ả ấ có th ho t đ ng đ c l p ho c liên k t v i các thi t b ể ạ ộ ộ ậ ặ ế ớ ế ị hay t bào s n xu t khác đ hình thnàh m t h th ng s n ế ả ấ ể ộ ệ ố ả xu t (manufacturing system). T bào s n xu t có robot ấ ế ả ấ ph c v đ c g i là t bào s n xu t robot hóa. M t t ụ ụ ượ ọ ế ả ấ ộ ế bào s n xu t t đ ng hóa đ c đi u khi n b i m t b ả ấ ự ộ ượ ề ể ở ộ ộ đi u khi n chung (cell controller).ề ể • Trên hình 7.7 (a) là s đ m t t bào s n xu t robot hóa ơ ồ ộ ế ả ấ đ ti n chi ti t kh i l ng đ n 40 kg. Nó g m 2 máy ti n ể ệ ế ố ượ ế ồ ệ CNC cùng ki u 16K30, đ c ph c v b i robot ki u YM ể ượ ụ ụ ở ể 160. Nó có s đ nh trên hình 7.7 (b). Chu trình ho t ơ ồ ư ạ đ ng c a t bào nh sau: Robot nh t phôi trên bàn quay 3, ộ ủ ế ư ặ đ t vào mâm c p c a máy ti n th nh t đ gia công m t ặ ặ ủ ệ ứ ấ ể ộ đ u. Sau đó, chuy n phôi đó sang máy ti n kia đ gia công ầ ể ệ ể đ u còn l i. Cu i cùng, chuy n chi ti t vào bàn quay. Bàn ầ ạ ố ể ế quay 180o, chuy n chi ti t v phía giá chi ti t.ể ế ề ế YM 160 là robot ki u c ng, dùng đ ph c v đ ng th i các ể ổ ể ụ ụ ồ ờ máy c t kim lo i. Tính năng k thu t c b n c a nó nh trong b ng ắ ạ ỹ ậ ơ ả ủ ư ả sau: 02.81.2Φ αϕ / αϕ / 5,0± Di chuy n góc ể V n t c góc theoậ ố Tên thông số Giá trị Tên thông số Giá trị S c nâng (kg)ứ 10 T m v n l n nh t (mm)ầ ươ ớ ấ 2300 S b c t doố ậ ự 5 Di chuy n th ng x/r/z ể ẳ (mm) 16000 Truy n đ ngề ộ Khí nén V n t c th ng theo x/r/z ậ ố ẳ (m/s) 1,2 Ki u đi u khi nể ề ể YΠM- 331 90/90/90- 180 S to đ l p trìnhố ạ ộ ậ 4 (o/s) 0,51/0.51/0. 25 Sai s đ nh v (mm)ố ị ị Kh i l ng (kg)ố ượ 6500 7.2.3. Robot hóa h th ng s n xu tệ ố ả ấ • Khác v i t bào s n xu t, nhi m v c a h th ng s n xu t là ớ ế ả ấ ệ ụ ủ ệ ố ả ấ hoàn thành m t hay m t s s n ph m hoàn ch nh. Vì v y, m t h ộ ộ ố ả ẩ ỉ ậ ộ ệ th ng s n xu t đ c t h p t các t bào s n xu t và các thi t b ố ả ấ ượ ổ ợ ừ ế ả ấ ế ị công ngh , thi t b ph c v đ n l . V t ch c, ng i ta phân bi t 2 ệ ế ị ụ ụ ơ ẻ ề ổ ứ ườ ệ d ng h th ng s n xu t: dây chuy n s n xu t và công đo n s n ạ ệ ố ả ấ ề ả ấ ạ ả xu t.ấ • Dây chuy n s n xu t robot hóa là t h p các t bào s n xu t robot ề ả ấ ổ ợ ế ả ấ hóa, đ c liên k t v i nhau b ng các thi t b v n chuy n ho c g m ượ ế ớ ằ ế ị ậ ể ặ ồ m t s thi t b công ngh , đ c ph c v b i m t hay m t s robot ộ ố ế ị ệ ượ ụ ụ ở ộ ộ ố và các thi t b v n chuy n,…đ hoàn thành các nguyên công công ế ị ậ ể ể ngh gia công s n ph m. Dây chuy n đ c t ch c m t cách ch t ệ ả ẩ ề ượ ổ ứ ộ ặ ch . V m t không gian và th i gian, các thi t b công ngh đ c ẽ ề ặ ờ ế ị ệ ượ s p x p theo trình t công ngh . V m t th i gian, nh p s n xu t ắ ế ự ệ ề ặ ờ ị ả ấ ở t ng nguyên công (nghĩa là th i gian hoàn thành nguyên công t i m i ừ ờ ạ ỗ thi t b ) ph i b ng nhau ho c b ng b i s c a nhau đ đ m b o ế ị ả ằ ặ ằ ộ ố ủ ể ả ả nh p chung c a dây chuy n. Đ i v i s n xu t dây chuy n, ph ng ị ủ ề ố ớ ả ấ ề ươ ti n v n chuy n không ch có nhi m v v n chuy n đ n thu n mà ệ ậ ể ỉ ệ ụ ậ ể ơ ầ còn duy trì nh p s n xu t. Chúng đ c b trí theo khuôn d ng c a ị ả ấ ượ ố ạ ủ dây chuy n và tuân theo các nguyên t c nh t đ nh. Trên hình 7.10 là ề ắ ấ ị m t s s đ b trí ph ng ti n v n chuy n trên dây chuy n s n ộ ố ơ ồ ố ươ ệ ậ ể ề ả xu t robot hóa. S ph i h p m t cách đ ng b gi a các thi t b trên ấ ự ố ợ ộ ồ ộ ữ ế ị dây chuy n đ c đ m b o b i m t h đi u khi n chung (global ề ượ ả ả ở ộ ệ ề ể controller). • Thi t b trên dây chuy n g m: thi t b x p d 1, 2; ế ị ề ồ ế ị ế ỡ thi t b ki m tra kích th c c a phôi 3; các giá ế ị ể ướ ủ đ ng 4; c u tr c x p d 5; băng t i 6; robot 7; ự ầ ụ ế ỡ ả thi t b v n chuy n có bàn nâng h 8; đ ng v n ế ị ậ ể ạ ườ ậ chuy n m t ray 9; thi t b v n chuy n đ c l p 10; ể ộ ế ị ậ ể ộ ậ tay máy treo 11. • Công đo n s n xu t robot hóa không đòi h i ạ ả ấ ỏ ph i t ch c các thi t b công ngh m t cách kh t ả ổ ứ ế ị ệ ộ ắ khe v không gian và th i gian.ề ờ 7.2.4. Robot trong s n xu t linh ho tả ấ ạ • S n xu t linh ho t xuât hi n và ph bi n vào kho ng th p ả ấ ạ ệ ổ ế ả ậ k 80. Nó là k t qu c a s phát tri n c a máy công c đi u ỷ ế ả ủ ự ể ủ ụ ề khi n s , RBCN, k thu t đi u khi n t đ ng nh máy tính,…ể ố ỹ ậ ề ể ự ộ ờ M t h th ng s n xu t linh ho t (Fexible Manufacturing ộ ệ ố ả ấ ạ System - FMS) tr c h t ph i là h th ng s n xu t t đ ng ướ ế ả ệ ố ả ấ ự ộ hóa kh trình (Programmable Automation System), đ c robot ả ượ hóa. • ĐI m m u ch t nh t đ phân bi t FMS v i h th ng s n xu t ể ấ ố ấ ể ệ ớ ệ ố ả ấ c ng (Fixed Manufacturing System) là ch FMS có kh năng ứ ở ỗ ả thích ng v i s thay đ i đ i t ng s n xu t mà không c n s ứ ớ ự ổ ố ượ ả ấ ầ ự can thi p c a con ng i. S tích h p h th ng thi t b ph n ệ ủ ườ ự ợ ệ ố ế ị ầ c ng (h th ng s n xu t linh ho t, m ng truy n thông, h máy ứ ệ ố ả ấ ạ ạ ề ệ tính và thi t b ngo i vi) và ph n m m (h đi u hành, h ế ị ạ ầ ề ệ ề ệ CSDL, các ph n m m ch c năng), cho phép th c hi n t đ ng ầ ề ứ ự ệ ự ộ và tr n v n m i giai đo n c a quá trình s n xu t (t thi t k , ọ ẹ ọ ạ ủ ả ấ ừ ế ế chu n b công ngh , đi u khi n s n xu t, giám sát ch t l ng, ẩ ị ệ ề ể ả ấ ấ ượ bao gói, th ng kê,…) hình thành h th ng s n xu t tích h p nh ố ệ ố ả ấ ợ ờ máy tính (Computer Integrated Manufacturing-CIM).  Theo БOCT 26228-85, FMS đ c đ nh nghĩa nh sau:ượ ị ư • H th ng s n xu t linh ho t là t h p gi a h th ng ệ ố ả ấ ạ ổ ợ ữ ệ ố công ngh (các máy đi u khi n s , các thi t b công ngh ệ ề ể ố ế ị ệ đ n l ,…) và h th ng đ m b o các ch c năng làm vi c ơ ẻ ệ ố ả ả ứ ệ t đ ng c a h th ng, có kh năng t đi u ch nh đ thích ự ộ ủ ệ ố ả ự ề ỉ ể ng v i s thay đ i b t kỳ đ i t ng s n xu t trong danh ứ ớ ự ổ ấ ố ượ ả ấ m c.ụ • H th ng đ m b o ch c năng g m có các h th ng t ệ ố ả ả ứ ồ ệ ố ự đ ng hóa thi t k s n ph m, chu n b công ngh , v n ộ ế ế ả ẩ ẩ ị ệ ậ chuy n đ i t ng, đ m b o d ng c , giám sát ch t ể ố ượ ả ả ụ ụ ấ l ng, thu và chuy n phoi, đi u khi n.ượ ể ề ể • M t FMS có th là m t dây chuy n s n xu t linh ho t, ộ ể ộ ề ả ấ ạ m t công đo n s n xu t linh ho t, m t phân x ng s n ộ ạ ả ấ ạ ộ ưở ả xu t linh ho t. Nó cũng đ c hình thành t các t bào s n ấ ạ ượ ừ ế ả xu t linh ho t (Fixed Manufacturing Cell - FMC).ấ ạ •  Ví d sau giúp so sánh gi a m t t h p s n xu t robot hóa thông th ng và m t ụ ữ ộ ổ ợ ả ấ ườ ộ t h p s n xu t linh ho t.ổ ợ ả ấ ạ • T bào s n xu t t đ ng hóa thông th ngế ả ấ ự ộ ườ • Trên hình 7.11 là s đ t bào s n xu t t đ ng hóa đ hàn đ u n i lên b ng ơ ồ ế ả ấ ự ộ ể ầ ố ả m ch đi n t . Các thi t b trong h th ng g m: 1- b đi u khi n robot; 2- băng ạ ệ ử ế ị ệ ố ồ ộ ề ể t i n p b ng m ch; 3- b logic kh trình (PLC); 4- ch o quay; 5- b đi u khi n ả ạ ả ạ ộ ả ả ộ ề ể nhi t đ ; 6- gá hàn; 7- robot; 8- băng t i cho s n ph m “t t”; 9- băng t i cho s n ệ ộ ả ả ẩ ố ả ả ph m “h ng”; 10- bàn ki m tra; 11- máy tính (PC) có card giao di n và ch ng ẩ ỏ ể ệ ươ trình đi u khi n thi t b ki m tra.ề ể ế ị ể • Quá trình làm vi c c a t bào có 2 giai đo n:ệ ủ ế ạ • Giai đo n 1: B ng m ch c s đ c chuy n vào nh băng t i 2. B ng gá đ t ạ ả ạ ơ ở ượ ể ờ ả ả ặ cu i băng t i, đ c đi u khi n b i PLC 3 đ nh h ng b ng m ch đ robot có ố ả ượ ề ể ở ị ướ ả ạ ể th nh t đ c. Robot 7 chuy n b ng m ch t băng t i lên bàn gá hàn 6. Các đ u ể ặ ượ ể ả ạ ừ ả ầ n i đ c ch a trong ch o quay 4. Cũng nh s đi u khi n c a PLC 3, các đ u ố ượ ứ ả ờ ự ề ể ủ ầ n i đ c tách riêng và đ nh h ng đ u ra c a ch o. Robot 1 nh t đ u n i, đ t ố ượ ị ướ ở ầ ủ ả ặ ầ ố ặ vào đúng v trí quy đ nh trên b ng c s đã đ t tr c lên bàn gá hàn. M hàn ị ị ả ơ ở ặ ướ ỏ thi c, có b ph n n nhi t t đ ng, hàn ch c đ u n i vào b ng m ch.ế ộ ậ ổ ệ ự ộ ắ ầ ố ả ạ • Giai đo n 2: (s đ logic trên hình 7.12). Robot chuy n b ng m ch đã đ c ạ ơ ồ ể ả ạ ượ hàn đ u n i t gá hàn 6 lên bàn c a thi t b th 10. Quá trình th đ c đi u ầ ố ừ ủ ế ị ử ử ượ ề khi n b ng máy tính 11. K t qu th (t t hay h ng) đ c chuy n đ n robot. Tuỳ ể ằ ế ả ử ố ỏ ượ ể ế theo k t qu nh n đ c, robot s chuy n s n ph m t i băng t i t ng ng. ế ả ậ ượ ẽ ể ả ẩ ớ ả ươ ứ Trong tr ng h p này, robot không ch làm nhi m v v n chuy n mà còn gi vai ườ ợ ỉ ệ ụ ậ ể ữ trò đi u khi n trung tâm. Các b đi u khi n khác không liên h tr c ti p v i ề ể ộ ề ể ệ ự ế ớ nhau mà qua b đi u khi n c a robotot.ộ ề ể ủ •  Toàn b chu trình g m 6 b c:ộ ồ ướ • 1. Robot ch tín hi u t PLC, báo b ng m ch đã s n sàng trên ờ ệ ừ ả ạ ẵ b ng gá c a băng t i. N u có tín hi u thì robot nh c b ng m ch ả ủ ả ế ệ ấ ả ạ lên, báo cho PLC bi t và đ t b ng m ch lên gá hàn.ế ặ ả ạ • 2. L p l i công vi c nh b c 1, nh ng v i đ i t ng là đ u n i.ặ ạ ệ ư ướ ư ớ ố ượ ầ ố • 3. N u b đi u khi n hàn KHÔNG báo hi u “nhi t đ OK” thì ế ộ ề ể ệ ệ ộ robot ch cho m hàn đ c đ t nóng. N u có tín hi u “nhi t đ ờ ỏ ượ ố ế ệ ệ ộ OK” thì robot tác đ ng lên c c u k p c a máy hàn. N a giây sau ộ ơ ấ ẹ ủ ử (ch k p xong), robot tác đ ng lên c c u nâng cho m hàn (có ờ ẹ ộ ơ ấ ỏ thi c) ti p xúc v i các chân c a đ u n i. Ch 5 giây cho quá trình ế ế ớ ủ ầ ố ờ hàn hoàn thành, robot đi u khi n các c c u h m hàn, tháo k p, ề ể ơ ấ ạ ỏ ẹ chuy n b ng m ch sang thi t b th .ể ả ạ ế ị ử • 4. Robot phát tín hi u, báo cho bi t thi t b th đã có b ng m ch và ệ ế ế ị ử ả ạ ch k t qu .ờ ế ả • 5. Robot “đ c” k t qu th . N u “ON” thì chuy n b ng m ch ọ ế ả ử ế ể ả ạ sang băng t i c a s n ph m t t. N u “OFF” thì chuy n sang phía ả ủ ả ẩ ố ế ể s n ph m h ng.ả ẩ ỏ • 6. Robot báo cho thi t b th bi t là b ng m ch đã đ c l y đi ế ị ử ế ả ạ ượ ấ T bào s n xu t linh ho tế ả ấ ạ • Đ có th nh n bi t đ i t ng gia công và t quy t đ nh gi i pháp ể ể ậ ế ố ượ ự ế ị ả công ngh t ng ng, so v i t bào t đ ng hóa thông th ng v a ệ ươ ứ ớ ế ự ộ ườ ừ mô t ph n trên, FMC trên hình 7.13 có thêm b ph n sau: thi t b ả ở ầ ộ ậ ế ị đ c mã v ch 1 đ nh n bi t đ i t ng gia công; b đi u khi n ọ ạ ể ậ ế ố ượ ộ ề ể chung c a 2 t bào đ ph i h p các thi t b ; các ch o quay 4 ch a ủ ế ể ố ợ ế ị ả ứ l n l n t t c các lo i đ u n i. So v i h TĐH thông th ng, quá ẫ ộ ấ ả ạ ầ ố ớ ệ ườ trình làm vi c c a nó có các đ c đi m sau:ệ ủ ặ ể • 1. T bào có th nh n m t s b ng m ch khác nhau. Các b ng m ch ế ể ậ ộ ố ả ạ ả ạ đ c đ a vào t băng t i m t cách ng u nhiên. Thi t b đ c mã ượ ư ừ ả ộ ẫ ế ị ọ v ch có nhi m v “nh n d ng” lo i b ng m ch. Nó s báo cho b ạ ệ ụ ậ ạ ạ ả ạ ẽ ộ đi u khi n trung tâm bi t mã c a b ng m ch. B đi u khi n trung ề ể ế ủ ả ạ ộ ề ể tâm s yêu c u các b đi u khi n khác th c hi n các ch ng trình ẽ ầ ộ ề ể ự ệ ươ t ng ng. Do đó…ươ ứ • 2. Đ u n i đ c ch n chính xác t ch o t ng ng đ hàn,ầ ố ượ ọ ừ ả ươ ứ ể • 3. M hàn đ c đ a đúng v trí c a đ u n i trên b ng m ch,ỏ ượ ư ị ủ ầ ố ả ạ • 4. Máy tính đi u khi n tr m th theo đúng ch ng trình ki m tra phù ề ể ạ ử ươ ể h p t ng b ng m ch.ợ ừ ả ạ Đ FMC có th n i ghép và làm vi c trong FMS, b đi u khi n t ể ể ố ệ ộ ề ể ế bào c n đ c n i v i b đi u khi n h th ng (g i là Plant ầ ượ ố ớ ộ ề ể ệ ố ọ Controller). Khi đó, lo i b ng m ch có th do plant controller ch đ nh ạ ả ạ ể ỉ ị nên không c n có thi t b đ c mã v ch trên các t bào n a. ầ ế ị ọ ạ ế ữ 7.3. Ph ng pháp tính kinh t khi s d ng robot công nghi pươ ế ử ụ ệ 7.3.1. Xác đ nh nhu c u s d ng robotị ầ ử ụ • S l ng robot ph c v cho m t h th ng s n xu t ph thu c s ố ượ ụ ụ ộ ệ ố ả ấ ụ ộ ố thi t b công ngh chính mà chúng ph c v . Vì v y, tr c h t ph i ế ị ệ ụ ụ ậ ướ ế ả tính s l ng thi t b công ngh chính đ hoàn thành nhi m v s n ố ượ ế ị ệ ể ệ ụ ả xu t.ấ • S thi t b ki u r đ c tính theo công th c:ố ế ị ể ượ ứ Trong đó: • Tlc.i- th i gian đ hoàn thành m t s n ph m th I trên nhóm thi t b ờ ể ộ ả ẩ ứ ế ị r (ph) • Ni- s l ng s n ph m th I c n đ c hoàn thành trong 1 năm;ố ượ ả ẩ ứ ầ ượ • n- s lo i s n ph m đ c hoàn thành trên nhóm thi t b ki u r;ố ạ ả ẩ ượ ế ị ể • Fo- qu th i gian ho t đ ng c a nhóm thi t b th r trong 1 năm ỹ ờ ạ ộ ủ ế ị ứ (gi ).ờ o i n 1i i.lc r F60 NT S ∑ == • Khi tính s l ng robot ph c v cho t ng nhóm máy, c n ố ượ ụ ụ ừ ầ tính đ n kh năng ph c v nhi u lo i máy khác nhau. ế ả ụ ụ ề ạ Đi u ki n đ m t robot có th ph c v nhi u lo i máy ề ệ ể ộ ể ụ ụ ề ạ khác nhau. Đi u ki n đ m t robot có th ph c v nhi u ề ệ ể ộ ể ụ ụ ề máy là s t ng t v k t c u, tính ch t v t lý c a các ự ươ ự ề ế ấ ấ ậ ủ chi ti t đ không đ c quá nh , ví d . V i các đi u ki n ế ể ượ ỏ ụ ớ ề ệ đó, s l ng robot c n thi t đ ph c v các nhóm thi t b ố ượ ầ ế ể ụ ụ ế ị xác đ nh là:ị Trong đó: • S- s thi t b công ngh c n đ c ph c v ;ố ế ị ệ ầ ượ ụ ụ • knm- h s ph c v nhi u máy c a robot, không nên ch n ệ ố ụ ụ ề ủ ọ quá 4 nmk SR = 7.3.2. Tính toán hi u qu kinh tệ ả ế • Hi u qu kinh t c a vi c trang b robot đ c tính nh ệ ả ế ủ ệ ị ượ ư m i tr ng h p đ u t c b n.ọ ườ ợ ầ ư ơ ả • Ch tiêu kinh t quan tr ng nh t là hi u qu kinh t quy ỉ ế ọ ấ ệ ả ế đ i:ổ Trong đó: • H- hi u qu kinh t hàng năm nh trang b robot;ệ ả ế ờ ị • C, Co- chi phí quy đ i khi s d ng và không s d ng ổ ử ụ ử ụ robot; • G, Go- t ng chi phí th ng xuyên đ s n xu t l ng s n ổ ườ ể ả ấ ượ ả ph m hàng năm khi s d ng và không s d ng robot;ẩ ử ụ ử ụ • K, Ko- đ u t c b n khi s d ng và không s d ng robot;ầ ư ơ ả ử ụ ử ụ • Tlc- th i h n thu h i v n tiêu chu n (năm).ờ ạ ồ ố ẩ ) T KG() T KG(CCH lclc o oo +−+=−=      Vi c s d ng robot ch có hi u qu n u H > 0.ệ ử ụ ỉ ệ ả ế • Ch tiêu kinh t th hai là th i h n thu h i v n ỉ ế ứ ờ ạ ồ ố đ u t . Vi c xác đ nh nó xu t phát t đi u ki n, ầ ư ệ ị ấ ừ ề ệ t ng ti t ki m do gi m chi phí s n xu t trong T ổ ế ệ ả ả ấ năm ph i l n h n ho c b ng v n đ u t thêm do ả ớ ơ ặ ằ ố ầ ư trang b robot:ị • T đây ta rút ra đi u ki n đ trang b robot là:ừ ề ệ ể ị oo KKT)GG( −≥− GG KKTT o o lc − − =≤