Hiện nay trên thế giới, nhiều công ty để tiết kiệm sức lao động đã đưa vào sử dụng robot trong các hệ thống máy sản xuất tại các nhà máy của họ. Đối với những con robot thì có thể nói rằng cách thức sử dụng loại robot nào, nơi áp dụng chúng hay phương pháp hoạt động ra sao, ... tất cả đều khác nhau tùy thuộc vào hệ thống thiết bị của khách hàng. Hơn nữa, kết quả của việc ứng dụng robot như thế nào mà hiệu quả của việc tiết kiệm sức lao động cũng khác nhau.

Mục lục

1. Lời mở đầu 2. Khái niệm Delta Parallel Robot. 2.1 Chuỗi khớp liên kết 2.2 Liên kết song song- thao tác 2.2 Những đặc tính của liên kết song song 3. Những ứng dụng của Delta Parallel Robot 3.1 Sắp xếp sản phẩm. 3.2 Phối hợp hoạt động với cảm biến hình ảnh. 4. Lời kết

 

1. Lời mở đầu.

Có thể nói rằng có rất nhiều loại robot khác nhau, ví dụ như bạn đang cần một robot chuyên mang vật nặng, nhưng rất khó để quyết định loại robot nào phù hợp nhất với hệ thống của bạn. Một trong những cách giải quyết đó là tìm hiểu kỹ các đặc tính của những con robot.

Ngoài ra, bạn có thể tham khảo các ví dụ ứng dụng và có thể áp dụng nó theo cách tương tự với thiết bị của bạn, đó sẽ là mảnh ghép phù hợp nhất cho thiết bị của bạn. Trong số các loại robot khác nhau như thế, bài viết tuần này chúng tôi sẽ giới thiệu đến các bạn một loại robot cũng rất phổ biến hiện nay, đó chính là Delta Parallel Robot.

Hãy điểm qua những lợi ích mà Delta Parallel Robot có thể mang lại cho bạn:

- Tiết kiệm sức lao động và nhân công để giảm chi phí.

- Tăng năng suất và tăng doanh số bán hàng.

- Giảm thiểu sai sót của con người và tăng giá trị chất lượng.

2. Khái niệm Delta Parallel Robot.

2.1 Chuỗi khớp liên kết

Trước hết hãy nói về chuỗi khớp liên kết, cùng nhìn vào hình 1 với đại diện là một robot gồm nhiều khớp liên kết được kết nối với nhau và với bộ phận gắp-thả.

 

Cơ cấu của robot này mô phỏng theo cánh tay của con người, các khớp nối được kết nối nối tiếp với nhau. Bằng cách sử dụng khớp nối liên kết trung gian kết nối đầu gắp với đế cố định. Do đó, hiệu quả có thể đạt được là phạm vi hoạt động khá rộng và có thể gắp vật thể ở nhiều góc độ khác nhau, điều này góp phần rất lớn vào việc tiết kiệm sức lao động. Kiểu liên kết nối tiếp là xu hướng chủ đạo của robot công nghiệp. Nhưng Delta Parallel Robot thì khác, chúng sử dụng những liên kết song song.

2.2 Liên kết song song- thao tác.

Trong hình 2 chúng tôi xin giới thiệu đến các bạn những bộ phận liên kết song song và thao tác được thiết kế cho Delta Parallel Robot.

Hình 2 Mô hình hóa Delta Parallel Robot.

Mô hình liên kết song song là một cơ chế trong đó nhiều chuỗi được kết nối tạo thành từ các liên kết và khớp nối được sắp xếp song song với nhau, chúng liên kết trung gian giữa đầu thao tác với bộ phận đế cố định. Có nhiều chuỗi khớp nối được kết nối với nhau tạo thành một bộ thao tác song song và bằng cách giúp các liên kết, chuỗi khớp này kết hợp với nhau nhịp nhàng như thế chúng có thể thực hiện các hoạt động di chuyển phức tạp.

2.3 Những đặc tính của liên kết song song

Xin được liệt kê những đặc tính, ưu- nhược điểm của liên kết song song trong bảng 1 dưới đây.

Bảng 1: Danh mục đặc tính.

Số thứ tự	Đặc tính
Phạm vi hoạt động	Thao tác trong phạm vi không gian nhỏ hẹp
	Phạm vi làm việc bị giới hạn bởi tầm với của các liên kết, sự giao thoa giữa các liên kết và phạm vi chuyển động hẹp của khớp nối cầu.
	Không thể giữ vững tư thế và vị trí khi ngắt nguồn.
Độ chính xác	Khi đặt vật tại vị trí cuối có độ chính xác không cao
	Sai số trung bình không quá lớn
	Độ chính xác cao tùy thuộc vào sự biến dạng của liên kết và sai số điều khiển.
Độ cứng vững	Được hỗ trợ bởi nhiều liên kết nên ứng suất uốn nhỏ và độ cứng vững cao
Khả năng tăng tốc	Không có sự tích tụ của tải trọng quán tính và khả năng tăng tốc lớn
Công suất tối đa	Công suất tối đa lớn do liên kết nhiều bộ chuyển động
Phân tích chuyển động	Việc phân tích tìm chuyển động đầu ra cho một tín hiệu đầu vào là phức tạp, trong khi việc tìm tín hiệu đầu vào cho một chuyển đầu ra nhất định lại dễ dàng

 

Loại robot có thể mang tất cả những đặc tính kể trên chính là Delta Parallel Robot, và đặc trưng của nó chính là hiệu năng sử dụng.

3. Những ứng dụng của Delta Parallel Robot.

3.1 Sắp xếp sản phẩm.

Hình 3 dưới đây sẽ cho bạn một liên tưởng về công việc của một công nhân phân loại và di chuyển hàng hóa từ một băng chuyền sang một vị trí khác.

Hình 3: Công việc của một công nhân phân loại và di chuyển hàng hóa

Còn sau đây là lí do vì sao một robot loại thông thường lại không thể được sử dụng để thay thế con người cho công việc phân loại này.

• Có nhiều sản phẩm với hình dạng khác nhau cùng chảy trên băng chuyền

• Có nhiều chủng loại sản phẩm khác nhau nên cần phân loại chúng

• Sản phẩm có thể là những loại dễ vỡ vì vậy con người sẽ xử lý khéo léo hơn

Và còn những lý do khác nữa. Hình 4 dưới đây sẽ cho bạn thấy việc sử dụng một Delta Parallel Robot sẽ thay thế được con người trong công việc phân loại được mô tả ở hình 3 kể trên.

Hình 4: Ví dụ mô tả thứ tự các hoạt động của Delta Parallel Robot.

Với hệ thống robot này, công việc phân loại gồm các bước sẽ được tiến hành như sau.

1. Gắp sản phẩm. Ở bước này robot sẽ chọn đúng loại sản phẩm và gắp nó ra khỏi băng chuyền.

2. Đưa sản phẩm lên cao. (Để tránh va chạm với các sản khác hay các thanh dẫn hướng sản phẩm sau khi được gắp sẽ được đưa lên cao bằng cách thu hẹp khớp liên kết)

3. Sắp xếp sản phẩm. ( robot sẽ sắp xếp sản phẩm và đặt chúng lên vị trí yêu cầu)

4. Robot quay lại vị trí gắp sản phẩm. ( Để lặp lại quá trình gắp sản phẩm kể trên robot sẽ di chuyển các khớp liên kết đưa nó quay lại vị trí gắp vật)

3.2 Phối hợp hoạt động với cảm biến hình ảnh.

Tiếp theo chúng tôi sẽ nói về cách  một Delta Parallel Robot kết hợp với cảm biến hình ảnh tạo ra một hệ thống nhịp nhàng và vô cùng chính xác. Mời các bạn xem hình 5 dưới đây.

Hình 5: Một ví dụ về sử dụng Delta Parallel Robot.

Với con người chúng ta có đôi mắt để nhận biết hình dạng, hướng đặt của sản phẩm khi nó được di chuyển trên băng chuyền tới. Chúng ta dễ dàng lựa chọn đúng loại, dùng tay lấy chúng và sắp xếp gọn gàng lại. Với hệ thống robot cũng vậy, cần thiết lập cho nó đôi mắt của riêng nó.

Trong trường hợp ở hình 5, điều khó khăn là hình dạng và màu sắc của sản phẩm hơi khác một chút, à cũng khác nhau khá nhiều về màu sắc, hình dạng… Để gắp-đặt các sản phẩm  này theo thứ tự hình dạng và màu sắc nhất định trong khu vực được chỉ định của địa điểm thu gom chúng ta cần sự phối hợp giữa Delta Parallel Robot và hệ thống cảm biến hình ảnh. Cảm biến hình ảnh giống như đôi mắt xác định vị trí, hình dạng, màu sắc của sản phẩm, sau đó hệ thống điều khiển dựa trên kết quả đó điều khiển robot gắp đúng sản phẩm và đặt chúng vào nơi cần đặt.

Nhân tiện đây, chúng tôi xin giới thiệu đến các bạn các nhà sản xuất Delta Parallel Robot hàng đầu của Nhật Bản như: Japan Support Sytem Ltd, Muratec Mechatronics Co., Ltd, Robotec Corporation, Panasonic, Fanuc…

Hình 6: Một robot của hãng Muratec

Hình 7: Màu vàng đặc trưng của robot FANUC

 

 

Video 1: Hệ thống Pick And Place Robot Fanuc tốc độ cao (Robot M-1iA)

 

4. Kết luận

Như vậy là trong bài viết này, chúng tôi đã giới thiệu đến các bạn về Delta Parallel Robot. Cùng với nhiều loại robot khác chúng được sử dụng để tiết kiệm sức lao động của con người. Delta Parallel Robot cũng được ứng dụng vào các vị trí khác nhau từ thực hiện những công đoạn tỉ mỉ trong khu vực làm việc nhỏ hẹp đến xử lý vật nặng trong khu vực rộng rãi.

Những điều cần lưu ý khi lắp đặt robot, cần phải xác định đúng loại, đúng nơi đặt, cách thức sử dụng. Chúng tôi đã cố gắng thử thiết kế một hệ thống vận chuyển sản phẩm bằng một robot thông thường có 6 bậc tự do, nhưng kết quả cuối cùng nhận ra rằng một Delta Parallel Robot là phù hợp nhất vì không gian nhỏ. 😊

Khi muốn chọn một robot phù hợp với ứng dụng trong nhà máy của bạn, tốt nhất bạn nên tham khảo ý kiến ​​của người có nhiều kinh nghiệm về ứng dụng robot. May mắn thay, có rất nhiều nhà sản xuất và tư vấn robot có kinh nghiệm và sẵn sàng giúp bạn trao đổi, tham khảo ý kiến. Hãy tham khảo ý kiến ​​của họ để không mắc phải sai lầm khi lựa chọn robot nhé.

Trên đây là bài viết về Delta Parallel Robot, mọi ý kiến đóng góp xin để lại ở phần bình luận bên dưới bài viết. Hẹn gặp lại các bạn ở những bài viết tiếp theo, Xin cảm ơn các bạn.

Tác giả Nguyễn Văn Hòa.

Tham khảo tại: パラレルリンクロボットとは？おすすめパラレルロボット製造工場5選 | ロボットSIerの日本サポートシステム (jss1.jp)

 

Từ khóa liên quan: SCARA robot, thiết kế - chế tạo