Đề tài Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các robot thông minh phục vụ cho các ứng dụng quan trọng - Nhóm sản phẩm Robot SCA

h răng. Phân tích các catalog chào hàng và các sản phẩm của các công ty n−ớc ngoài sản xuất hộp giảm tốc loại này có thể thấy cách chọn dạng răng không nhất quán. Hầu hết là đĩa răng dạng sóng l−ợn, nh−ng cũng nhiều tr−ờng hợp chỗ giao nhau giữa vòng đỉnh răng với profin răng không phải là đ−ờng cong liên tục. Thậm chí có tr−ờng hợp dạng răng nh− răng đĩa xích xe đạp và chênh nhau 2 hoặc 3 răng. ở đây ph−ơng pháp chọn dạng răng xuất phát từ các tiêu chí đánh giá bộ truyền, tức là thực hiện giải “bài toán ng−ợc” trong lý thuyết ăn khớp bánh răng. Đó là điều khác biệt nổi bật của của loại bộ truyền BRCL kiểu mới này so với các công trình nghiên cứu tr−ớc nó. Trên cơ sở “Lý thuyết ăn khớp gần đúng bánh răng không gian tiếp xúc enlip” [N.T.Phúc, LV] có thể xây dựng đ−ợc các tiêu chí đánh giá chất l−ợng ăn khớp. Hơn thế, còn có thể tính toán cho tr−ờng hợp ăn khớp khi mặt răng bị biến dạng do tải và tr−ờng hợp tiếp xúc có dầu. Đặc biệt là có thể thiết kế “ng−ợc” theo yêu cầu cho tr−ớc về tiêu chí ăn khớp. Trong bộ truyền BRCL cũng nh− trong truyền động vítme bi tồn tại sự ăn khớp lồi lõm có khả năng tốt tạo ra màng dầu thủy động khi tiếp xúc. Trong bài báo về. màng dầu [N.T. Phúc, 1976] đã trình bày ph−ơng pháp tính toán về màng dầu tiếp xúc (hình 2.2.13) và phân tích về các thông số hình học ảnh h−ởng đến màng dầu tiếp xúc (hình 2.2.14). 55 Hình 2.2.13 Tính toán về màng dầu tiếp xúc Hình 2.2.14. Các thông số ảnh h−ởng đến màng dầu tiếp xúc Khi phân tích về truyền động vítme bi chúng ta đã nhấn mạnh đến 2 yếu tố là quan hệ đ−ờng kính viên bi với đ−ờng kính tiết diện cắt ngang các rãnh lõm trên vítme đai ốc và tốc độ di chuyển của viên bi trong các rãnh lõm này. Đó chính là 2 yếu tốt chủ yếu ảnh h−ởng đến màng dầu tiếp xúc thủy động. Đối với truyền động bánh răng yếu tố ảnh h−ởng đến màng dầu tiếp xúc thủy động không những chỉ là tốc độ di chuyển mà ph−ơng di chuyển t−ơng đối của mặt tiếp xúc so với vị trí của enlip tiếp xúc (hình 2.11). Quan trọng hơn là yếu tố về quan hệ bán kính cong của các mặt tiếp xúc. Trong truyền động BRCL một mặt tiếp xúc là mặt trụ con lăn, còn mặt đối tiếp với nó là mặt răng của bánh răng. Quan hệ giữa bán kính con lăn và bán kính cong của biên hình tiết diện cắt ngang của mặt đối tiếp này chính là đối t−ợng cần chọn lựa trong quá trình tìm dạng răng hợp lý cho đĩa răng. 56 Các giá trị ng−ỡng của 2 yếu tố nói trên là những số liệu đầu vào quan trọng trong ch−ơng trình xây dựng biên hình bánh răng của bộ truyền BRCL. v. ph−ơng pháp chế tạo bánh răng con lăn Có nhiều ph−ơng pháp để chế tạo bánh răng con lăn, cắt răng bao hình hoặc cắt bằng dao định hình. Các ph−ơng pháp gia công này đều có thể thực hiện trên các máy gia công bánh răng thông dụng và có −u nh−ợc điểm nh− đã biết. Ph−ơng pháp cắt răng bao hình băng dao xọc hoặc dao phay lăn có năng suất cao, nh−ng để biên hình răng đ−ợc cắt đúng nh− thiết kế lý thuyết thì phải rất khắt khe nên rất đắt tiền khi chế tạo con dao phay lăn. Tuy vậy vẫn không đảm bảo đ−ợc độ chính xác cao về biên hình răng. Điều này lại rất ảnh h−ởng đến chất l−ợng ăn khớp. ở đây định h−ớng nghiên cứu về ph−ơng pháp chế tạo bánh răng con lăn là khai thác các thiết bị gia công hiện đại. Sau thời gian qua nhiều thử nghiệm có thể đi đến kết luận nh− sau: 1. Việc chế tạo bánh răng con lăn trên các máy gia công CNC là hoàn toàn hợp lý. Máy gia công CNC có thể là máy cắt dây CNC, máy cắt laser CNC, máy cắt platsma CNC, máy cắt tia n−ớc CNC hoặc máy phay CNC dùng dao phay ngón v.v. Qua nhiều lần cắt thử nhận thấy −u nh−ợc điểm sau đây trên máy cắt dây CNC: - Vì biên hình của bánh răng con lăn là đ−ờng l−ợn sóng liên tục đ−ợc mô tả bằng ph−ơng trình giải tích thuận tiện cho việc lập trình trên máy CNC. - Cùng một lần gá trên máy cắt dây CNC có thể gia công đ−ờng biên bánh răng l−ợn sóng, lỗ lắp ổ lăn và các lỗ cho con lăn gắn với trục đầu ra. Vì thế 57 về tổng thể lại có thể đạt độ chính xác cao hơn ph−ơng pháp cắt bằng dao phay lăn hoặc dao xọc răng. - Bánh răng con lăn th−ờng ở dạng đĩa mỏng và phôi cắt đã đ−ợc nhiệt luyện, mài phẳng nên có thể xếp chồng nhiều đĩa lên nhau rồi cắt một lần và xem nh− cắt tinh luôn không phải qua nhiều công đoạn cắt thô. Vì thế năng suất cũng không phải là thấp và quan trọng hơn sự đồng nhất của bánh răng xếp thành bộ (2 hoặc 3 đĩa) đảm bảo độ chính xác của bộ truyền. - Có thể nh−ợc điểm là độ bóng bề mặt răng ch−a đ−ợc cao tùy thuộc vào việc sử dụng loại máy cắt dây CNC nào. Ngoài ra theo ph−ơng pháp cắt dây thì năng suất ch−a thật là cao. 2. Khi sản xuất có thể theo ph−ơng pháp đề xuất sau đây: Đó là chế tạo bánh răng l−ợn sóng bằng các ph−ơng pháp gia công áp lực năng suất rất cao. Sau đó mài cả chồng đĩa bánh răng trên máy mài răng có cải tiến. Về cơ bản quy trình công nghệ này đã đ−ợc soạn thảo. Tuy nhiên đó đã là một vấn đề đầu t− cho sản xuất lớn. Ph−ơng pháp này không chỉ bó hẹp trong phạm vi chế tạo cho môđun quay của robot là mà việc đầu t− lớn cho việc sản xuất hộp giảm tốc kiểu mới thay thế cho hộp giảm tốc thân khai với −u điểm nhiều lần v−ợt trội. Đây là ph−ơng pháp hòan toàn mới, ch−a n−ớc nào áp dụng và có thể đem lại hiệu quả kinh tế rất lớn vì thiết bị nào cũng cần đến hộp giảm tốc. vi. lập trình gia công brcl trên máy cắt dây cnc Phần mêm Auto English là 1 phần mềm đ−ợc thiết kế phù hợp cho máy tính trung cấp. Cùng với sự hỗ trợ của nó, hệ thống có thể kết hợp NC (điều khiển bằng kỹ thuật số). Chỉ cần ng−ời sử dụng vẽ hình cần thực hiện lên trên màn hình với thiết bị nhập là bàn phím, chuột hay các thiết bị khác. 58 Trong phần phụ lục giới thiệu ch−ơng trình cắt bánh răng con lăn trên máy cắt dây CNC. vii. sử dụng brcl cho môđun quay robot là giải pháp hợp lý nhất Nh− đã biết hộp giảm tốc là bộ phận quan trọng và quyết định đến kích th−ớc và chất l−ợng của môđun quay của robot. Yêu cầu phải có tỷ số truyền cao để có kích th−ớc nhỏ gọn và yêu cầu triệt tiêu khe hở cạnh răng để không bị trễ trong điều khiển là 2 yêu cầu quan trọng nhất đối với hộp giảm tốc dùng cho môđun quay robot. Hộp giảm tốc BRCL không những thỏa mãn 2 yêu cầu đó mà còn có những −u nh−ợc điểm khác nữa. Hộp giảm tốc BRCL là loại lắp liền trục với động cơ rất thuận tiện vì trong kiểu giảm tốc này trục ra đồng trục với trục vào. Tỷ số truyền của hộp giảm tốc BRCL đạt đ−ợc rất cao th−ờng dùng từ 11 đến 87 đối với cấp đơn, 10.000 đối với loại kép 2 và cao hơn nữa đối với loại kép 3. Dùng hộp giảm tốc BRCL, so với tr−ờng hợp dùng hộp giảm tốc bánh răng trụ thông th−ờng, có thể giảm kích cỡ từ 1,5 đến 2 lần, còn trọng l−ợng giảm từ 3 đến 4 lần. Bản thân việc dùng bộ truyền BRCL cho phép lựa chọn động cơ điện có số vòng quay cao hơn thì không chỉ rẻ hơn, nâng cao hơn hiệu suất và hệ số cosϕ, mà khối l−ợng động cơ cũng nhỏ hơn. Một động cơ điện 7KW quay nhanh có trọng l−ợng bằng 1/2 động cơ điện quay chậm. Trong truyền động bánh răng kiểu mới này, ma sát lăn đã thay thế cho ma sát tr−ợt nên hiệu suất đã tăng lên rõ rệt và duy trì ở mức cao, trên 90%. Ngoài ra với những quan hệ hình học động hợp lý ở vùng tiếp xúc giữa 59 bánh răng và con lăn còn tồn tại màng dầu thủy động, nên không những cải thiện về hiệu suất mà nâng cao đáng kể về khả năng chịu tải. Đồng thời khả năng tải cao còn do số răng cùng vào khớp không phải chỉ một vài răng mà đến gần một nửa số răng, nhất là khi hai bánh răng đ−ợc lắp lệch tâm đối xứng nhau. Cũng chính vì thế mà có thể triệt tiêu đ−ợc khe hở cạnh răng cân bằng lực ly tâm, nên làm việc êm dịu. Với những −u điểm đó hộp giảm tốc BRCL không những sẽ dùng rộng rãi trong các môđun quay robot, mà sẽ thay thế dần các loại hộp giảm tốc thông th−ờng khác. viii. chuẩn hóa thiết kế hộp giảm tốc brcl Phát huy kết quả nghiên cứu về truyền động BRCL dùng cho môđun quay robot và để nhanh chóng đáp ứng các yêu cầu đa dạng của các đơn vị hợp tác, Đề tài đã bắt đầu triển khai b−ớc 1 về chuẩn hóa thiết kế hộp giảm tốc BRCL. Hai nội dung đ−ợc triển khai trong b−ớc 1 này là: - Phác thảo định h−ớng cách phân loại phục vụ cho triển khai công nghiệp sau này. Theo định h−ớng này có thể tách kết cấu một hộp giảm tốc BRCL thành 3 lần: phần đầu vào (V), phần giữa (G) và phần đầu ra (R). Trên hình 2.2.15 là ví dụ các tr−ờng hợp cụ thể. 60 Hình 2.2.15. Kết cấu HGT gồm 3 phần Ba phần này đ−ợc liên kết với nhau bằng bulông ghép. Phần G là phần đ−ợc quan tâm nhất. Trong một phạm vi nhất định có thể chỉ thay phần G là có một nhóm hộp giảm tốc kiểu một bánh, 2 bánh (lắp lệch tâm đối xứng nhau), 3 bánh (lắp lệch tâm chênh nhau 1200), kiểu đơn 1 cấp, kép 2 cấp, kép 3 cấp hoặc với các giá trị tỷ số truyền khác nhau. Ngoài ra tùy theo vị trí trục có loại hộp giảm tốc BRCL trục ngang, hộp giảm tốc BRCL trục đứng và có loại HGT liền trục động cơ hoặc không. Những phác thảo b−ớc đầu trình bày trong tập lài liệu: “Chuẩn hóa thiết kế Hộp giảm tốc Bánh răng con lăn”. - Xây dựng ch−ơng trình thiết kế chuẩn hóa phần G. Nội dung ch−ơng trình bao gồm các phần từ xác định dạng răng đến vẽ tô bóng mô hình 3D và vẽ hoạt hình quá trình vận hành của bộ truyền bánh răng con lăn. D−ới đây trình bày một số bản vẽ là kết quả tính toán theo ch−ơng trình máy tính. Ch−ơng trình máy tính đ−ợc hoàn thành với nhiều phiên bản 61 do các Th.S. Nguyễn Tiến Đức, KS. Đặng Văn Huynh, Th.S. Vũ Lê Huy. Ch−ơng trình máy tính đ−ợc cấp giấy chứng nhận bản quyền. Các ví dụ: Ví dụ 1: MJV3-103-17 P1 = 2.5kW P2 = 2.2kW n1= 750 vòng/phút u = 17 R2 = 125mm Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị Các thông số hình học cơ bản của bộ truyền Số răng đĩa bánh răng l−ợn sóng z1 17 Số con lăn vành răng chốt con lăn z2 18 Số bánh răng z 2 Bán kính vòng tròn qua tâm các con lăn R2 115.0 mm Bán kính con lăn rc 14.00 mm Bán kính chốt trên vành rchcl 10.00 mm Khoảng lệch tâm của bộ truyền A 3.20 mm Bề rộng bánh răng b 16.0 mm Khoảng cách giữa các bánh răng và trục ra 11 2.00 mm Hệ số bề rộng bánh răng Xibd 0.0815 Hệ số quan hệ Raz 2.00 Trục đầu vào Đ−ờng kính đoạn trục lắp bánh răng d1 25 mm Kích th−ớc then lắp trục vào với bạc lệch tâm Bề rộng then b 6.0 mm Chiều cao then h 6.0 mm Độ sâu rãnh then trên trục t1 3.5 mm 62 Độ sâu rãnh then trên lỗ t2 2.8 mm Chiều dài then 1 31.0 mm Số then 1 Kích th−ớc bạc lệch tâm Đ−ờng kính trong d1 25 mm Đ−ờng kính ngoài db 40 mm Trục đầu ra Bán kính vòng tròn qua tâm các chốt đầu ra Rt 70 mm Số chốt đầu ra trên trục ra z 10 Bán kính chốt đầu ra rchra 11.00 mm Bán kính con lăn đầu ra rp 12.5 mm Đ−ờng kính đoạn trục ra d2 55.0 mm 63 Hình 2.2.16. Mô phỏng 2D phần G của hộp giảm tốc BRCL (MJV3-103-17) 64 Hình 2.2.17. Mô phỏng 3D phần G của hộp giảm tốc BRCL (MJV3-103-17) 65 Ví dụ 2: MJH 8-106-35 P1 = 5.86kW P2 = 5.5kW n1 = 1000vòng/phút u = 35 R2 = 130mm Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị Các thông số hình học cơ bản của bộ truyền Số răng đĩa bánh răng l−ợn sóng z1 35 Số con lăn vành răng chốt con lăn z2 36 Số bánh răng z 2 Bán kính vòng tròn qua tâm các con lăn R2 140 mm Bán kính con lăn rc 8.00 mm Bán kính chốt trên vành rchcl 5.00 mm Khoảng lệch tâm của bộ truyền A 2.50 mm Bề rộng bánh răng b 25.00 mm Khoảng cách giữa các bánh răng và trục ra 11 2.00 mm Hệ số bề rộng bánh răng Xibd 0.0947 Hệ số quan hệ Raz 1.56 Trục đầu vào Đ−ờng kính đoạn trục lắp bánh răng d1 35 mm Kích th−ớc then lắp trục vào với bạc lệch tâm Bề rộng then b 10.0 mm Chiều cao then h 8.0 mm Độ sâu rãnh then trên trục t1 5.0 mm Độ sâu rãnh then trên lỗ t2 3.3 mm Chiều dài then 1 48 mm 66 Số then 1 Kích th−ớc bạc lệch tâm Đ−ờng kính trong d1 35 mm Đ−ờng kính ngoài db 55 mm Trục đầu ra Bán kính vòng tròn qua tâm các chốt đầu ra Rt 95 mm Số chốt đầu ra trên trục ra z 10 Bán kính chốt đầu ra rchra 17.00 mm Bán kính con lăn đầu ra rp 18.5 mm Đ−ờng kính đoạn trục ra d2 85.0 mm 67 Hình 2.2.18. Mô phỏng 2D phần G của hộp giảm tốc BRCL (MJH8-106-35) 68 Hình 2.2.18. Mô phỏng 3D phần G của hộp giảm tốc BRCL (MJH8-106-35) 69 ix. môđun quay brcl và môđun hóa kết cấu robot Nh− đã trình bày trong phần giới thiệu chung. Một môđun quay gồm có các bộ phận chủ yếu sau: Động cơ điện, Hộp giảm tốc, Bộ phận đo báo số vòng quay. Khi dùng hộp giảm tốc BRCL thì có thể tạo ra môđun quay gọn nhẹ hơn nhiều, vì bản thân bộ truyền BRCL có tỷ số truyền rất cao, kéo theo có thể dùng động cơ quay nhanh do đó bản thân động cơ cũng nhỏ gọn đi. Trong bộ truyền BRCL masát lăn đã thay thế cho masát tr−ợt nên hiệu suất tăng lên rõ rệt. Hơn thế, các con lăn tiếp xúc với các mặt lõm của bánh răng và vận tốc di chuyển thẳng góc với ph−ơng tiếp xúc nên rất thuận lợi cho việc tạo nên màng dầu thủy động. Vì thế khả năng chịu tải nâng cao lên rõ rệt, cũng có nghĩa là đáp ứng cùng một yêu cầu về môđun tải có thể dùng loại động cơ và hộp giảm tốc nhỏ đi. Một yếu tố quan trọng nữa làm tăng khả năng chịu tải của hộp giảm tốc BRCL là có thể bố trí 2 bánh lệch tâm chênh nhau 1800. Nh− vậy có 2 vùng ăn khớp và hầu nh− tất cả số răng cùng vào khớp một lúc, cho nên không những tăng khả năng chịu tải lên rất cao, mà còn triệt tiêu đ−ợc khe hở cạnh răng khi đảo chiều quay. ý t−ởng chung trong việc nghiên cứu thiết kế robot là “môđun hóa”. Môđun đ−ợc hiểu là một cụm các bộ phận hợp thành, có những chức năng cụ thể t−ơng đối hoàn chỉnh. Ngay trong kết cấu của hộp giảm tốc BRCL cũng đ−ợc thiết kế nh− 3 phần ghép lại, trong đó phần giữa (phần G) xem nh− một môđun thay đổi đ−ợc với nhiều cấp bậc tỷ số truyền khác nhau để ghép nối với 2 phần còn lại thành các hộp giảm tốc khác nhau. Tiến xa hơn, có thể tạo ra những “khâu chuẩn hóa” nh− những môđun ghép nối lại thành cơ cấu robot. Sở dĩ có thể đặt ra vấn đề nh− vậy vì, nh− đã biết, các khâu tạo thành cơ cấu robot đều có nguồn động lực riêng. 70 Nh− vậy ví dụ minh họa, Đề tài đã nghiên cứu thiết kế chế tạo các môđun quay dùng BRCL và lắp ráp phối hợp thành các kiểu robot khác nhau. Hình 2.2.20 là robot SCATM một cánh tay và hình 2.2.21 là robot SCATM hai cánh tay dùng cho công việc lắp ráp. Hình 2.2.20. Robot SCATM một cánh tay môđun hóa 76 5 756 Hình 2.2.21. Robot SCATM hai cánh tay môđun hóa 71 Việc môđun hóa kết cấu robot là theo xu thế chung đối với thiết bị công nghiệp. Việc làm này có các −u điểm nổi bật là có thể đa dạng hóa loại hình kết cấu robot trong lúc vẫn chuyên môn hóa sản xuất chế tạo từng loại môđun nên đảm bảo đ−ợc giá thành gia công và chất l−ợng sản phẩm. Hồ sơ kỹ thuật và các bản vẽ về môđun quay dùng BRCL và về kết cấu môđun hóa cánh tay robot sẽ đ−ợc trình bày trong phần phụ lục. 72 X. một số sản phẩm brcl đ∙ đ−ợc thiết kế chế tạo Trong mục này trình bày các kết quả nghiên cứu thiết kế, chế tạo các sản phẩm BRCL, chia thành 3 nhóm. 1) Các bộ truyền BRCL dùng cho môđun quay. Về nội dung nghiên cứu thiết kế, các bản vẽ và hồ sơ kỹ thuật đã trình bày trong mục “Môđun quay BRCL và môđun hóa kết cấu robot”. ở đây chủ yếu chỉ giới thiệu một số mẫu sản phẩm đã chế tạo. Hình 2.2.22. Các chi tiết máy hợp thành môđun quay BRCL Hình 2.2.23. Môđun quay BRCL 73 Hình 2.2.24. Các môđun quay BRCL tháo rời 74 Hình 2.2.25. Các bánh răng l−ợn sóng 2) Hộp giảm tốc BRCL dùng cho công nghiệp. Phát triển kết quả nghiên cứu BRCL có thể tìm thấy ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp. Ngày nay các thiết bị công nghiệp rồi sẽ đ−ợc chuyển sang điều khiển số là chính. Vì thế yêu cầu triệt tiêu khe hở cạnh răng trong bộ truyền bánh răng sẽ đặt ra nh− một yêu cầu bức bách. Cho nên cần nắm bắt nhu cầu này mà sớm đầu t− khoa học cho lĩnh vực này. Nhất là trong công nghiệp Việt nam ch−a có cơ sở này thực sự là cơ sở sản xuất hộp giảm tốc. Ngoài ra yêu cầu triệt tiêu khe hở cạnh răng để đáp ứng đòi hỏi về điều khiển không trễ của các thiết bị đ−ợc điều khiển số, còn có các nhu cầu ở các thiết bị di động vừa đòi hỏi gọn nhẹ, vừa yêu cầu hiệu suất cao để tiết kiệm năng l−ợng, nhất là thiết bị chạy bằng ắc quy. Trong tr−ờng hợp này truyền động BRCL tỏ ra có triển vọng nhất. Bên cạnh các yêu cầu nói trên các tiêu chí th−ờng xuyên đặt ra với các bộ truyền bánh răng độ bền cao, khả năng chịu tải lớn, độ chính xác chế tạo đạt đ−ợc ở cấp cao mà giá thành lại hạ thấp. Hộp giảm tốc BRCL hòan 75 toàn đáp ứng đ−ợc các tiêu chí đó và rất nhiều triển vọng thay thế dần các loại hộp giảm tốc bánh răng thân khai đang dùng hiện nay. Hình 2.2.26. Các hộp giảm tốc BRCL đ−ợc chế tạo cho ứng dụng công nghiệp 76 Hình 2.2.27. Hộp giảm tốc BRCL với cặp đĩa răng l−ợn sóng và hộp điều khiển 78 Hình 2.2.29. Ví dụ bản thiết kế Hộp giảm tốc BRCL 2 cấp kép V òn g ch ắn d ầu 5 5x 80 x1 2 C on lă n ch ốt đ ầu r a 2 C on lă n ch ốt đ ầu r a 1 G ía đ ỡ tr ục đ ầu v ào V òn g ch ắn d ầu 4 5x 70 x1 2 T he n 1 1 T ên c hi ti ết S T T B án h ră ng 1 5 6 T hâ n đầ u và o ổ bi 4 5x 85 x1 9 3 25 4 R ăn g ch ốt 1 C hố t 1 V àn h ră ng 1 B án h ră ng 1 5 8 710 9 T he n 4 15 T hâ n gi ữa V òn g lò x o 1 T rụ c đầ u ra 1 12 1114 13 ổ bi 4 5x 85 x1 9 ổ bi 4 5x 85 x1 9 T he n 5 C hố t 2 17 1619 18 V ũ m ỡ 24 T hâ n đầ u ra T rụ c đầ u ra 2 V òn g lò x o 2 22 21 2023 T he n 6 ổ bi 3 0x 62 x1 6 oỏ b i 5 5x 12 0x 29 26 2528 27 G hi c hú S ố l− ợn g K í h iệ u V ật li ệu V òn g lă n ră ng c hố t 1 V òn g lă n ră ng c hố t 2 33 V òn g lệ ch tâ m 4 V òn g lệ ch tâ m 3 V òn g cá ch 4 ổ bi 6 5x 14 0x 33 31 30 2932 B u lô ng 1 6 V òn g cá ch 3 T rụ c đầ u và o 2 R ăn g ch ốt 2 35 34363742 ổ bi 1 5x 35 x1 1 K hớ p nố i 2 V àn h ră ng 2 ổ bi 4 0x 80 x1 8 Ê c u 16 40 39 3841 B u lô ng 1 2 V òn g cá ch 2 T he n 3 ổ bi 3 0x 55 x1 3 44 43454651 V òn g lò x o 2 V òn g lệ ch tâ m 2 V òn g cá ch 1 Ê c u 12 49 474850 V òn g lệ ch tâ m 1 ổ bi 2 0x 47 x1 4 T rụ c đầ u và o 1 V òn g ch ắn d ầu 53 5255 54 T he n 2 K hớ p nố i 1 57 56 M 16 M 12 56 27 26 40 28 29 30 32 31 36 34 33 35 38 37 39 48 44 41 42 43 45 46 47 52 50 49 51 54 53 55 57 15 23 24 22 21 20 17 19 18 16 10 13 14 11 12 9 8 7 6 5 4 3 1 2 25 58 58 B u lô ng v òn g H ọ và tê n D uy ệt T r. nh iệ m K iể m tr a T hi ết k ế K ý N gà y b ả n v ẽ l ắ p T ỉ l ệ : C hi ti ết s ố: V ật li ệu : S ố l− ợn g : N gu y? n Ti ?n Đ ?c N gu y? n V an M in h N gu y? n Th i? n Ph ỳc H ộp g iả m tố c BR C L 79 Hình 2.2.30. Hộp giảm tốc BRCL cho môđun quay robot T ỷ lệ : Đ ại h ọ c B ác h K h o a h à n ộ i D uy ệt K iể m tr a H ọ và tê n T hi ết k ế T r. nh iệ m K ý N gà y bả n v ẽ lắ p h ộ p g iả m t ố c i= 29 T hé p 45 02 ổ bi 1 2x 24 x6 1718 V òn g cá ch 01 P hí p 0201 T hé p 45 T hé p 45 B án h ră ng 2 9 192 0 V àn h ră ng 06 C hố t đ ịn h vị 21 01 T hé p 45 N ắp d uớ i 22 X ev an it1 1 T hé p 45 T hé p 45 T hé p 45 T hé p 45 010101 0101 01 01 ổ bi 1 7x 35 x1 0 V òn g ch ắn d ầu T he n 2 T he n 1 ổ bi 2 0x 42 x1 2 P hầ n lắ p se n sơ T rụ c đầ u ra 91012 1115 14 13 T hé p 45 01 C hố t 16 5 C hố t đ ầu r a 06 T hé p 45 T hé p 45 01 T hâ n đầ u ra 78 V ũ m ỡ 01 3 C on lă n 30 T hé p 45 T hé p 45 06 C on lă n ch ốt đ ầu r a 4 2 01 T hé p 45 M iế ng đ ệm T hé p 45 01 N ắp tr ên 1 S T T V ật li ệu S ố l\' ee ng T ên c hi ti ết 23 V òn g lệ ch tâ m T hé p 45 02 80 3) Hộp giảm tốc BRCL dùng cho công tác học tập ý thức rằng loại hình truyền động BRCL là rất có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và đang trong giai đoạn nghiên cứu sáng tạo phù hợp với những ph−ơng pháp công nghệ mới, Đề tai đã làm thêm một việc là chế tạo cho tr−ờng học những hộp giảm tốc BRCL có thên hộp bằng vật liệu trong suốt. Ng−ời học có thể hiểu nó vận hành ra sao nhìn thấy rõ trục động cơ nối liền với trục đầu vào quay nhanh đến thế mà trục đầu ra đ−ợc quay rất chậm Hình 2.2.31. Hộp giảm tốc BRCL với thân hộp chế tạo bằng vật liệu trong suốt để phục vụ đào tạo 81 Hình 2.2.32. Sản xuất hộp giảm tốc BRCL phục vụ đào tạo 82 IV. Kết luận Triển khai thực hiện nhiệm vụ 2 là nghiên cứu cải tiến nâng cấp robot SCATM để đáp ứng yêu cầu thông minh, Đề tài đã bắt gặp nội dung tạo ra những khớp quay robot, trong đó phải có truyền động bánh răng không có khe hở cạnh răng để khi điều khiển không bị trễ. Do vậy đã xuất hiện nhu cầu nghiên cứu về môđun quay dùng BRCL. Với nội dung nghiên cứu này Đề tài đã nhận đ−ợc các kết quả khoa học chủ yếu sau: 1) Đề xuất ph−ơng pháp xây dựng dạng răng bánh răng l−ợn sóng theo yêu cầu đặt tr−ớc đối với bộ truyền BRCL (bánh răng con lăn) và thiết lập ch−ơng trình máy tính thiết kế hộp giảm tốc BRCL. Ch−ơng trình này đã đ−ợc cấp giấy chứng nhận bản quyền. 2) Đề xuất ph−ơng pháp chế tạo bánh răng con lăn trên máy gia công CNC và không dùng dao (dao phay lăn hoặc dao xọc) để tránh sai lệch so với dạng răng lý thuyết. Trong tr−ờng hợp sản xuất loạt lớn đề xuất dùng các ph−ơng pháp gia công áp lực tr−ớc nguyên công mài để chế tạo BRCL, có độ chính xác cao về tạo hình và giá thành thấp. 3) Hiện thực việc môđun hóa thiết kế môđun quay và kết cấu robot để đáp ứng nhu cầu đa dạng loại hình robot trong lúc vẫn có thể chuyên môn hóa sản xuất chế tạo từng loại môđun đảm bảo đ−ợc giá thành gia công và chất l−ợng sản phẩm. 4) Chế tạo thử nghiệm thành công nhiều sản phẩm BRCL. Trong đó có môđun quay robot dùng BRCL, các hộp giảm tốc BRCL dùng cho công nghiệp, hộp giảm tốc BRCL phục vụ công tác đào tạo. 83 PHẦN III BÁO CÁO CÁC KẾT QUẢ NGHIấN CỨU THEO NHIỆM VỤ 2 ĐỀ TÀI KC.03.08 MễĐUN DÂY CHUYỀN TỰ ĐỘNG DÙNG ROBOT SCATM Để PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC I. GIỚI THIỆU CHUNG Trong phần bỏo cỏo này trỡnh bày kết quả nghiờn cứu xõy dựng mụđun dõy chuyền tự động dựng robot SCATM để phõn loại sản phẩm theo màu sắc. Đõy là một sản phẩm minh họa về cỏch thức “thụng minh húa” hoạt động của robot. Tất nhiờn khả năng “thụng minh” của robot của robot phải thể hiện trờn một cụng việc cụ thể. Trong mụđun dõy chuyền tự động này, mỏy tớnh sẽ trực tiếp điều khiển cỏc chuyển dịch của robot và cỏc sản phẩm trờn dõy chuyền theo cỏc tớn hiệu về màu sắc do cỏc sensor nhận biết. Định hướng ứng dụng của nội dung nghiờn cứu này là cụng nghiệp hàng tiờu dựng. Trong cỏc dõy chuyền sản xuất này bộ phận phõn loại sản phẩm luụn luụn cú mặt như một mụđun của hệ thống thiết bị sản xuất. Ở đõy dựng Robot SCATM thao tỏc phối hợp với cỏc băng truyền điều chỉnh được tốc độ, cú trang bị cỏc sensor nhận biết được màu sắc và toàn bộ hệ thống được điều khiển bằng mỏy tớnh. Nội dung nghiờn cứu này bao gồm một khối lượng lớn cỏc cụng việc từ thiết kế, chế tạo, lắp rỏp vận hành toàn bộ hệ thống chấp hành cơ, điện, 84 khớ nộn, cỏc thiết bị phần cứng của hệ thống điều khiển và chương trỡnh phần mềm điều khiển toàn bộ hệ thống núi trờn. Cỏc thiết bị chủ yếu của hệ thống gồm: Robot SCATM, bộ phận khớ nộn, 2 băng truyền, bộ phận truyền động với tốc độ thay đổi được, bộ phận thu hồi sản phẩm và bộ phận điều khiển. Ngoài Robot SCATM đó trỡnh bày riờng ở phần trờn, dưới đõy giới thiệu túm tắt cỏc bộ phận cũn lại trong 2 mục: Hệ thống băng truyền và hệ thống điều khiển. II. HỆ THỐNG BĂNG TRUYỀN Hệ thống băng truyền được thiết kế đảm bảo cho cỏc sản phẩm đặt trờn đú di chuyển đều đặn với tốc độ đó định. Đảm bảo mặt băng bằng phẳng và đủ rộng để phõn nhiều luồng sản phẩm theo từng màu sắc. So với vị trớ đặt Robot SCATM bố trớ 2 băng truyền: Băng thứ nhất đem sản phẩm tới Robot và băng thứ 2 đưa sản phẩm đi. Trong điều khiển chật hẹp của phũng thớ nghiệm cỏc băng tải đều rỳt nhỏ kớch thước và bổ xung thờm bộ phận thu hồi sản phẩm từ cuối băng chuyền thứ 2 về đầu băng truyền thứ 1. Dưới đõy là bộ hồ sơ kỹ thuật của hệ thống băng truyền gồm: - Hình 2.3.1. Cỏc bản vẽ lắp Mụđun dõy chuyền dựng robot SCATM