Mô hình hóa và khảo sát sai số của robot công nghiệp

- 20 1.3.1 Tổng quan về sai số và độ chính xác của robot.
- 20 1.3.2 Ảnh hưởng của sai số trong robot.
- 24 1.4 Một số nghiên cứu về sai số và độ chính xác của robot.
- SAI SỐ VÀ PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA SAI SỐ.
- 63 3.1 Các nguồn gây ra sai số.
- 64 3.1.1 Sai số hình học, động học.
- 64 3.1.2 Sai số phi hình học.
- 67 3.2 Phương pháp mô hình hoá sai số.
- KHẢO SÁT SAI SỐ ROBOT CÔNG NGHIỆP.
- 84 4.2 Khảo sát sai số trong robot hàn điểm.
- 86 4.3 Khảo sát sai số trong robot hàn hồ quang.
- NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SAI SỐ HÌNH HỌC, ĐỘNG HỌC CỦA KHÂU, KHỚP ROBOT.
- 91 5.1 Cơ sở phương pháp xác định sai số của khâu, khớp.
- 105 5.3.2 Xác định sai số hình học, động học cho robot 6 tự do.
- 59 Bảng 4-1: Giá trị sai số hình học, động học của robot.
- 106 Bảng 5-3: Giá trị sai số hình học, động học của robot 2 bậc tự do.
- 108 Bảng 5-5: Kết quả xác định sai số của 24 tham số hình học, động học lần 1.
- 109 Bảng 5-6: Kết quả xác định sai số của 24 tham số hình học, động học lần 2.
- 110 Bảng 5-7: Kết quả xác định sai số của 24 tham số hình học, động học lần 3.
- 110 Bảng 5-8: Kết quả xác định sai số của 24 tham số hình học, động học lần 4.
- 111 Bảng 5-9: Kết quả xác định sai số của 24 tham số hình học, động học lần 5.
- 112 Bảng 5-10: Giá trị trung bình của 24 sai số tham số hình học, động học sau 5 lần chạy GA.
- 20 Hình 1-7: Sai số trong mô hình robot 1 khâu.
- 24 Hình 1-9: Sai số trong robot gây ảnh hưởng đến vị trí mối hàn.
- 24 Hình 1-10: Sai số trong robot gây sai lệch vị trí và hướng của dụng cụ cắt gọt trong robot gia công.
- 62 Hình 3-1: Các sai số trong khớp trượt.
- 65 Hình 3-2: Các sai số trong khớp quay.
- 66 Hình 3-4: Biểu diễn sai số theo phương pháp D-H.
- 70 Hình 3-5: Biểu diễn sai số theo phương pháp tọa độ suy rộng.
- 86 Hình 4-3: Mô phỏng kiểm tra sai lệch của khâu thao tác do sai số a – khi không có sai số, b - khi có sai.
- 106 Hình 5-5: Kết quả xác định sai số cho robot 2 bậc tự do.
- 107 Hình 5-6: Kết quả xác định sai số lần 1.
- 109 Hình 5-7: Kết quả xác định sai số lần 2.
- 110 Hình 5-8: Kết quả xác định sai số lần 3.
- 110 Hình 5-9: Kết quả xác định sai số lần 4.
- 111 Hình 5-10: Kết quả xác định sai số lần 5.
- Như vậy, sai số hình học, động học của các khâu, khớp trung gian với sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác có mối quan hệ với nhau.
- Nhiều nghiên cứu về sai số và độ chính xác của robot tập trung vào các sai số hình học, động học .
- Trong khuôn khổ của luận án này, tác giả tập trung nghiên cứu xây dựng mô hình sai số biểu diễn mối quan hệ giữa các sai số hình học, động học trong các khâu, khớp và sai lệch vị trí và hướng khâu thao tác của robot.
- Chương 3: Sai số và phương pháp mô hình hoá sai số.
- Trong chương này của luận án trình bày các nguồn gây ra sai số hình học, động học trong khâu, khớp robot.
- Đưa ra các mô hình sai số của khâu, khớp robot, xây dựng mô hình toán học các sai số hình học, động học của khâu, khớp và sai lệch vị trí, hướng khâu thao tác của robot.
- Chương 4: Khảo sát sai số robot công nghiệp.
- Nội dung của chương này là đưa ra thuật toán và chương trình phần mềm để khảo sát sự ảnh hưởng của sai số hình học, động học của khâu, khớp tới sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác.
- Chương 5: Nghiên cứu phương pháp xác định sai số hình học, động học của khâu, khớp robot.
- Nội dung của chương này thiết lập mối quan hệ về mặt toán học và vận dụng công cụ hiện đại để tìm giá trị của các sai số hình học, động học trong các khâu, khớp khi đã xác định được sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác.
- mô hình sai số hình học, động học.
- (1.10) Như vậy, giữa sai số trong các khâu, khớp robot, sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác và độ chính xác của robot có mối liên hệ với nhau.
- Hình 1-9: Sai số trong robot gây ảnh hưởng đến vị trí mối hàn.
- Hình 1-10: Sai số trong robot gây sai lệch vị trí và hướng của dụng cụ cắt gọt trong robot gia công.
- Tuy nhiên, khi thiết lập mô hình hóa sai số biểu diễn mối quan hệ giữa sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác với các sai số của khâu, khớp đã bỏ đi thứ hạng sai số bậc cao (từ bậc hai trở đi.
- Mô hình sai số được thiết lập bằng cách nhân thêm vào chuỗi ma trận truyền biểu diễn vị trí và hướng của khâu thao tác các ma trận biến đổi thuần nhất của 6 sai số (ba tịnh tiến theo ba trục và 3 quay quanh ba trục).
- Từ đó sẽ thiết lập ra mối quan hệ giữa sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác phụ thuộc vào các sai số trong từng khâu, khớp.
- Sai số của các tham số hình học, động học (một số tài liệu gọi chung là sai số hình học): độ dài của khâu, góc xoắn khâu, hướng của trục khớp.
- Phương pháp cho phép biểu diễn được tất cả sai số hình học, động học của các khâu, khớp robot.
- Còn phương pháp thứ hai là phương pháp vi phân phương trình động học khi xây dựng mô hình sai số cho robot.
- Tìm hiểu nguồn gây sai số, mô hình sai số cho các khâu, khớp và chỉ tập trung sai số của các tham số hình học, động học ảnh hưởng sai lệch vị trí và hướng của robot.
- Từ phương trình động học của robot, sử dụng phương pháp lấy vi phân và biến đổi trong toán học để thiết lập mô hình sai số biểu diễn mối quan hệ sai lệch vị trí và hướng với cả sai số tham số hình học, động học của các khâu.
- Xây dựng giải thuật, chương trình phân tích ảnh hưởng của sai số đến sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác.
- 29 - Nghiên cứu đưa ra phương pháp, giải thuật, kết hợp sử dụng công cụ hiện đại để xác định giá trị sai số hình học, động học khi đã biết được sai lệch vị trí và hướng của robot.
- )dp f dq ds (1.12) Với dp là véc tơ sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác, dq và ds là véc tơ sai số động học, hình học của các khâu, khớp trung gian.
- Do vậy, còn nhiều vấn đề cần làm rõ hơn như thiết lập một mô hình sai số giữa sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác với tất cả các sai số của các tham số hình học, động học trong khâu, khớp trung gian của robot mà không bỏ qua những sai số bậc cao.
- khảo sát ảnh hưởng sai số đến sai lệch vị trí và hướng và vấn đề tìm sai số trong các khâu, khớp trung gian khi xác định được sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác robot.
- SAI SỐ VÀ PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA SAI SỐ Ở trong Chương 2 đã thiết lập được phương trình động học robot công nghiệp biểu diễn mối quan hệ giữa các đại lượng đặc trưng cho chuyển động của khâu thao tác và các tham số hình học, động học của khâu, khớp trung gian.
- Các sai số này sẽ dẫn đến kết quả tính toán của bài toán động học không chính xác.
- nên có nhiều nguồn gây ra sai số.
- Do vậy, luận án cũng tập trung vào các sai số hình học, động học.
- Bài toán khảo sát ảnh hưởng của sai số trong các khâu, khớp trung gian tới sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác của robot trên cơ sở phạm vi sai số trong các khâu, khớp trung gian của robot đã được xác định.
- Trong Chương 4 của luận án sẽ trình bày một số ví dụ cụ thể và kết quả khảo sát ảnh hưởng của sai số các khâu, khớp trung gian tới sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác.
- Bài toán tìm giá trị sai số nhằm xác định giá trị tham số hình học, động học thực của các khâu, khớp trung gian khi mà ta đã xác định được giá trị sai lệch vị trí và hướng.
- và các sai số quay quanh ba trục.
- Giá trị sai số quay quanh ba trục y y y yxT.
- 3.1.1.2 Sai số trong khớp quay Cũng như khớp trượt, khớp quay cũng có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sự sai lệch vị trí và hướng của hệ tọa độ gắn trên mỗi khớp quay.
- Qua nghiên cứu một số tài liệu đã được công bố tác giả thấy rằng sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác của robot chủ yếu là do nguồn sai số hình học gây ra: khoảng hơn .
- Do vậy, nội dung luận án này mới chỉ tập trung vào sai số hình học, động học trong khảo sát ảnh hưởng của sai số đến sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác trên cơ sở phạm vi sai số hình học, động học của các khâu, khớp trung gian đã được xác định (có thể được coi là bài toán thuận của sai số) và trong bài toán tìm giá trị sai số hình học, động học khi xác định được sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác (bài toán ngược của sai số).
- Dưới đây trình bày về hai phương pháp mô hình hóa sai số trên.
- Các giá trị sai số.
- Để xét ảnh hưởng sai số của tất cả các khớp đến sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác, dưới đây ta xét trường hợp tổng quát cho một robot n khâu động có cấu trúc chuỗi hở.
- Như vậy ta có mô hình sai số của robot biểu diễn mối quan hệ giữa sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác và các sai số hình học, động học theo phương pháp vi phân ma trận biến đổi tọa độ thuần nhất được xác định bởi (3.32).
- 3.2.2.1 Mô hình sai số robot cấu trúc nối tiếp chuỗi hở Ta viết lại phương trình động học (2.28) ở trong Chương .
- Như vậy các phương trình là mô hình toán biểu diễn mối quan hệ giữa sai số của các tham số động học và sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác robot.
- Khi đó, nếu xác định trước được giá trị sai số idq của các tham số động học q thì ta sẽ tìm được giá trị sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác robot và ngược lại.
- Bằng cách lấy vi phân hai vế của phương trình ta có mô hình sai số biểu diễn mối quan hệ giữa sai số của các tham số hình học và sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác robot như sau.
- (3.50) Từ các hệ phương trình và (3.48) ta có mô hình sai số biểu diễn mối quan hệ giữa sai số của các tham số hình học, động học và sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác của robot như sau: p Tq Tsdr J dq J ds.
- (3.52) 79 Phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa sai số hình học và cả sai số động học của robot với sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác của một robot cấu trúc nối tiếp chuỗi hở một cách tổng quát, với số khâu động và số tham số có sai số của khâu, khớp tùy ý.
- (3.57) Phương trình (3.55) gọi là mô hình sai số của robot với tất cả các sai số hình học, động học của các khâu, khớp biểu diễn mối quan hệ giữa sai số hình học, động học của các khâu khớp trung gian và sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác robot.
- (3.67) 81 Phương trình (3.67) là mô hình sai số biểu diễn mối quan hệ giữa sai số hình học, động học của các khâu, khớp trung gian và sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác của robot cấu trúc mạch vòng như đã giới thiệu ở trong Chương 2.
- là mô hình sai số biểu diễn mối quan hệ giữa sai số hình học, động học của các khâu, khớp trung gian và sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác của robot song song.
- KHẢO SÁT SAI SỐ ROBOT CÔNG NGHIỆP Trong Chương 3 đã xây dựng được mối quan hệ giữa sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác và các sai số của tất cả tham số hình học và động học của khâu, khớp robot.
- Việc tiến hành khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố sai số hình học và động học đến sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác của robot là cần thiết và có ý nghĩa.
- Kết quả khảo sát Tiến hành khảo sát ảnh hưởng của sai số hình học, động học ở một số trường hợp khác nhau.
- Dữ liệu sai số sẽ được tạo thành file dạng *.txt, chương trình sẽ tự động đọc dữ liệu để khảo sát ảnh hưởng của sai số hình học, động học tới sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác.
- Tương tự như vậy, ta có thể khảo sát với nhiều trường hợp khác nhau để đánh giá ảnh hưởng của các loại sai số hình học, động học đến sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác.
- Từ kết quả khảo sát ảnh hưởng của sai số hình học, động học của các khâu, khớp robot đến sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác ta có nhận xét sau.
- giá robot thì ảnh hưởng của sai số đến sai lệch khâu thao tác càng lớn.
- Việc khảo sát ảnh hưởng của sai số đến sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác hết sức có ý nghĩa trong quá trình thiết kế một robot mới.
- Với trường hợp ngược lại, khi xác định được giá trị sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác robot, việc tìm giá trị sai số hình học, động học của các khâu, khớp trung gian của robot là bài toán khó vì số tham số cần xác định lớn hơn số phương trình được thiết lập.
- NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SAI SỐ HÌNH HỌC, ĐỘNG HỌC CỦA KHÂU, KHỚP ROBOT Trong Chương 3 đã thiết lập được mô hình sai số của robot biểu diễn mối quan hệ giữa sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác robot với tất cả các sai số hình học, động học của các khâu, khớp trung gian của robot.
- Với bài toán tìm sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác của robot khi biết trước sai số đã được thực hiện trong Chương 4.
- Mục đích của Chương này là thiết lập được quan hệ về mặt toán học để xác định sai số hình học, động học trong các khâu, khớp trung gian khi đã xác định được sai lệch vị trí và hướng của khâu thao tác

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt