Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13232:2020 (ISO 14539:2000) về Tay máy rô bốt công nghiệp - Từ vựng và trình bày các đặc tính

• Số hiệu: TCVN13232:2020
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2020

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13232 : 2020

ISO 14539:2000

TAY MÁY RÔ BỐT CÔNG NGHIỆP - CẦM NẮM ĐỐI TƯỢNG BẰNG BÀN TAY KẸP - TỪ VỰNG VÀ TRÌNH BÀY CÁC ĐẶC TÍNH

MANIPULATING INDUSTRIAL ROBOTS - OBJECT HANDLING WITH GRASP - TYPE GRIPPERS VOCABULARY AND PRESENTATION OF CHARACTERISTICS

Lời nói đầu

TCVN 13232:2020 hoàn toàn tương đương ISO 14539:2000

TCVN 13232:2020 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 299, Robot biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

...

...

...

manipulating industrial robots - object handling with grasp - type grippers Vocabulary and presentation of characteristics

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các chức năng của các cơ cấu tác động cuối (cơ cấu chấp hành) và tập trung vào các cơ cấu nắm giữ kiểu bàn tay kẹp như đã định nghĩa trong 4.1.2.1.

Tiêu chuẩn này cung cấp các thuật ngữ để mô tả sự cầm nắm đối tượng bằng tay và các thuật ngữ về chức năng, kết cấu và các chi tiết của cơ cấu nắm giữ kiểu bàn tay kẹp.

Phụ lục A đưa ra các khuôn khổ (biểu mẫu) trình bày các đặc tính của cơ cấu nắm giữ kiểu bàn tay kẹp. Phần này cũng có thể được sử dụng theo các cách sau:

a) Các nhà sản xuất cơ cấu tác động đầu mút có thể giới thiệu các đặc tính sản phẩm của họ cho người sử dụng rô bốt.

b) Người sử dụng rô bốt có thể quy định các yêu cầu của cơ cấu tác động đầu mút mà họ cần.

c) Người sử dụng rô bốt có thể mô tả các đặc tính của các đối tượng sẽ được cầm nắm và các đặc tính cầm nắm đối tượng trong các ứng dụng riêng của rô bốt của họ.

Tiêu chuẩn này cũng có thể áp dụng được cho các hệ thống cầm nắm đơn giản không thuộc phạm vi định nghĩa của các rô bốt tay máy công nghiệp như các thiết bị bốc - dỡ hoặc các thiết bị dẫn động - bị dẫn động..

...

...

...

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì chỉ áp dụng phiên bản đã nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, nếu có.

TCVN 13228 (ISO 8373), Rô bốt và các bộ phận cấu thành rô bốt - Từ vựng.

TCVN 13234-1 (ISO 9409-1), Tay máy rô bốt công nghiệp - Mặt lắp ghép cơ khí - Phần 1: Dạng Tấm

TCVN 13234-2 (ISO 9409-2), Tay máy rô bốt công nghiệp - Mặt lắp ghép cơ khí - Phần 2: Dạng Trục

ISO 9787:1999, Manipulating industrial robots - Coordinate systems and motion nomenclatures (Tay máy rô bốt công nghiệp - Hệ thống tọa độ và danh mục chuyển động).

3  Từ vựng về cầm nắm đối tượng

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa cho trong TCVN 13228 (ISO 8373) và các thuật ngữ định nghĩa sau

3.1  Kiểu cầm nắm bằng tay

3.1.1

...

...

...

Đối tượng (không chứa chất lỏng) được nắm giữ, điều khiển bởi một cơ cấu tác động cuối trong ứng dụng của rô bốt.

CHÚ THÍCH: Một đối tượng (đối tượng) có thể có các hình dạng và kích thước khác nhau và có thể bị biến dạng trong quá trình cầm nắm.

3.1.2

Cầm nắm đối tượng

Tác động vào đối tượng bằng một cơ cấu tác động cuối hoặc giữ vững đối tượng ở một trạng thái bằng một cơ cấu tác động cuối.

3.1.3

Cầm nắm

Giữ đối tượng bằng một cơ cấu tác động cuối.

3.1.4

...

...

...

Giữ một đối tượng bởi các ngón tay kẹp của cơ cấu tác động cuối.

3.1.5

Sự nắm giữ

Chuyển động của cơ cấu nắm giữ để nắm giữ chặt một đối tượng bằng các ngón tay kẹp của cơ cấu này.

3.1.6

Sự nhả kẹp

Chuyển động của cơ cấu nhả kẹp để loại bỏ sự nắm giữ đối với một đối tượng.

3.1.7

Trạng thái

...

...

...

Xem Hình 1.

3.1.8

Tác động

Sự thay đổi trạng thái của một đối tượng Xem Hình 1.

CHÚ THÍCH: Một số tác động thực hiện việc chuyển đổi giữa các kiểu trạng thái khác nhau trong khi các tác động khác bao gồm sự chuyển đổi trong phạm vi cùng một kiểu trạng thái.

3.1.9  Kiểu trạng thái

3.1.9.1

Nắm giữ (trạng thái 1)

Trạng thái trong đó đối tượng được nắm giữ bởi cơ cấu tác động cuối nhưng không phải do môi trường.

...

...

...

Bán nắm giữ (trạng thái 2)

Trạng thái trong đó đối tượng được nắm giữ bởi cơ cấu tác động cuối và do môi trường.

3.1.9.3

Đặt (trạng thái 3)

Trạng thái trong đó đối tượng được nắm giữ bởi môi trường và không phải do cơ cấu tác động cuối.

3.1.9.4

Tự do (trạng thái 4)

Trạng thái trong đó đối tượng không bị nắm giữ bởi cơ cấu tác động cuối hoặc do môi trường.

CHÚ THÍCH: Nắm giữ bằng các lực bảo toàn như các lực do trọng lực không được xem là một phần của nắm giữ do môi trường. Nắm giữ bằng các lực bảo toàn, nếu có, không có liên quan đến các định nghĩa cho các kiểu trạng thái.

...

...

...

CHÚ THÍCH: Tên gọi của các tác động chỉ dùng để tham khảo

Hình 1 - Các trạng thái và tác động trong điều khiển đối tượng

3.2  Nắm giữ

3.2.1  Kiểu nắm giữ

3.2.1.1

Bậc tự do của đối tượng được nắm giữ

Bậc tự do chuyển động của đối tượng trong không gian khi được nắm giữ bởi các ngón tay kẹp có hoặc không có các lực ma sát tại các điểm tiếp xúc.

CHÚ THÍCH: Định nghĩa này thừa nhận rằng không có chuyển động của cơ cấu nắm giữ. Đối với các trường hợp cơ cấu nắm giữ có chuyển động, xem, 4.3.3.

3.2.1.2

...

...

...

Nắm giữ đối tượng để bậc tự do của đối tượng bằng 0 hoặc nhỏ hơn khi không quan tâm đến các lực ma sát tại các điểm tiếp xúc.

CHÚ THÍCH: Nắm giữ dạng khép kín, là nắm giữ trong đó vị trí của đối tượng chỉ được xác định bởi kết cấu của cơ cấu nắm giữ.

3.2.1.3

Nắm giữ khép kín bằng lực

Nắm giữ đối tượng để bậc tự do của đối tượng bằng 1 hoặc lớn hơn khi không quan tâm đến các lực ma sát tại các điểm tiếp xúc nhưng nó sẽ bằng 0 hoặc nhỏ hơn khi xét đến các lực này.

CHÚ THÍCH: Nắm giữ khép kín bằng lực là nắm giữ trong đó không chỉ có sự tham gia của kết cấu nắm giữ mà còn có sự tham gia của các lực dùng để duy trì vị trí của đối tượng. Các lực thường là các lực ma sát.

3.2.1.4

Nắm giữ bên ngoài

Nắm giữ được thực hiện trên bề mặt ngoài của đối tượng.

...

...

...

3.2.1.5

Nắm giữ nội bộ

Nắm giữ bên trong

Nắm giữ được thực hiện trên bề mặt bên trong của đối tượng

Xem Hình 2 e).

a), b): cơ cấu nắm giữ kiểu một ngón.

c), d), e), f): cơ cấu nắm giữ kiểu hai ngón

g): cơ cấu nắm giữ kiểu nhiều ngón

...

...

...

3.2.2  Lực nắm giữ

CHÚ THÍCH: Các lực nắm giữ được xem xét là các lực động trong đó bao gồm cả các thành phần lực tĩnh. Các lực này có thể tăng lên hoặc giảm đi do các lực và/hoặc gia tốc bên ngoài.

3.2.2.1

Lực tiếp xúc

Lực gây ra bởi một ngón trên một đối tượng thông qua một điểm tiếp xúc, một đường tiếp xúc hoặc một mặt phẳng tiếp xúc.

CHÚ THÍCH 1: Xem  hoặc  trên Hình 3.

CHÚ THÍCH 2: Các lực tiếp xúc bao gồm các lực ma sát cũng như các lực pháp tuyến.

3.2.2.2

Lực thao tác tay máy

...

...

...

CHÚ THÍCH Xem  trên Hình 3 a).

Hình 3 - Lực nắm giữ

3.2.2.3

Lực nắm giữ

Giá trị của lực tiếp xúc được xác định chỉ cho nắm giữ với hai điểm tiếp xúc trong điều kiện các lực và momen gây ra đặt lên đối tượng bằng không.

CHÚ THÍCH 1: Giá trị của  trên Hình 3 b) là lực nắm giữ.

CHÚ THÍCH 2: “Các lực và momen gây ra trên đối tượng khác với các lực tiếp xúc” bao gồm các ngoại lực, các trọng lực và lực quán tính cũng như các momen gây ra thông qua các điểm tiếp xúc. Trong trường hợp này giá trị của  bằng giá trị của .

3.2.3  Nắm giữ ổn định

...

...

...

Ổn định của nắm giữ (1)

Trạng thái trong đó một đối tượng phục hồi được vị trí ban đầu của nó trong cơ cấu nắm giữ sau khi vị trí của nó có sự thay đổi nhỏ do chịu tác động của các lực gây ra.

3.2.3.2

Ổn định của nắm giữ (2)

Trạng thái trong đó các ngón tay kẹp của cơ cấu nắm giữ luôn tiếp xúc với đối tượng đang được nắm giữ mà không có hiện tượng trượt khi đối tượng chịu tác động của các lực gây ra.

3.3  Các hệ tọa độ trong điều khiển đối tượng bằng tay máy

Xem Hình 4

CHÚ THÍCH: Cần chú ý tới việc lập trình cho tác vụ của rô bốt để mô tả vị trí và hướng của đối tượng sẽ được điều khiển bằng tay trong một chuỗi các hệ tọa độ.

3.3.1

...

...

...

Hệ tọa độ cố định có liên quan đến nền, không phụ thuộc vào chuyển động của rô bốt, được ký hiệu bằng O₀ - X₀ - Y₀ - Z₀ (như đã quy định trong TCVN 13228 (ISO 8373) và ISO 9787).

3.3.2

Hệ tọa độ đế

Hệ tọa độ có liên quan đến bề mặt lắp đặt của nền móng, được ký hiệu bằng O₁ - X₁ - Y₁ - Z₁ (như đã quy định trong TCVN 13228 (ISO 8373) và ISO 9787).

3.3.3

Hệ tọa độ mặt lắp ghép cơ khí

Hệ tọa độ có liên quan đến mặt lắp ghép cơ khí, được ký hiệu bằng O_m - X_m - Y_m - Z_m (như đã quy định trong TCVN 13228 (ISO 8373) và ISO 9787).

3.3.4

Hệ tọa độ dụng cụ

...

...

...

CHÚ THÍCH: Hệ tọa độ dụng cụ có liên quan đến hệ tọa độ mặt phân cách cơ khí.

3.3.5

Hệ tọa độ tác vụ

Hệ tọa độ có liên quan đến địa điểm của tác vụ, được ký hiệu bằng O_k - X_k - Y_k - Z_k

3.3.6

Hệ tọa độ đối tượng

Hệ tọa độ có liên quan đến đối tượng, được ký hiệu bằng O_j - X_j - Y_j - Z_j

3.3.7

Hệ tọa độ camera

...

...

...

CHÚ THÍCH: Có thể lắp đặt một hệ thống nhìn để phát hiện vị trí và sự định hướng của các đối tượng được đặt tùy ý.

CHÚ DẪN

1  Hệ tọa độ nền

2  Hệ tọa độ đế

3  Hệ tọa độ mặt lắp ghép cơ khí

4  Hệ tọa độ dụng cụ

5  Hệ tọa độ tác vụ

6  Hệ tọa độ đối tượng

...

...

...

8  TCP

9  Cơ cấu nắm giữ

Hình 4 - Các hệ tọa độ trong điều khiển đối tượng

3.3.8

TCP

Điểm tâm dụng cụ

Điểm được xác định đối với một ứng dụng đã đưa về hệ tọa độ mặt lắp ghép cơ khí (như đã quy định trong TCVN 13228 (ISO 8373)).

CHÚ THÍCH 1: TCP là góc của hệ tọa độ dụng cụ (như đã quy định trong ISO 9787).

CHÚ THÍCH 2: TCP có thể được xem như một điểm thỏa thuận quan trọng giữa các nhà sản xuất và người sử dụng cho điều khiển bằng tay các đối tượng và cho mỗi cơ cấu tác động cuối.

...

...

...

Sử dụng các tín hiệu cảm biến khác nhau để đạt được các tác vụ điều khiển có độ tin cậy hoặc tinh xảo. Cơ cấu nắm giữ có thể có các cảm biến có khả năng phản hồi đối với quá trình điều khiển bằng tay.

CHÚ THÍCH: Có các cảm biến về chức năng tinh xảo khác cho điều khiển đối tượng bên cạnh các chức năng đã được đề cập trong điều này như cảm biến vị trí/ định hướng của đối tượng, cảm biến điểm tiếp xúc, cảm biến đường viền của đối tượng và cảm biến vận tốc của ngón. Các chức năng này nên được quy định riêng.

3.4.1

Phát hiện sự có mặt của đối tượng

Phát hiện sự có mặt của đối tượng được sử dụng trong các tình huống sau:

a) để bảo đảm chắc chắn rằng đối tượng được nắm giữ ở vị trí đúng;

b) để bảo đảm chắc chắn rằng đối tượng được nắm giữ có hiệu quả;

c) để bảo đảm chắc chắn rằng đối tượng được nhả ra hoàn toàn.

3.4.2

...

...

...

Cảm biến vị trí của ngón kẹp được sử dụng trong các tình huống sau:

a) điều khiển ngón kẹp (như điều khiển servo) cần thiết phải có thông tin về vị trí của ngón kẹp;

b) cỡ kích thước hoặc hình dạng của đối tượng được đo bằng nắm giữ.

3.4.3

Cảm biến lực nắm giữ

Cảm biến lực nắm giữ được sử dụng cho đối tượng trong các tình huống sau:

a) lực nắm giữ được quy định, ví dụ, trong điều khiển đối tượng dễ vỡ;

b) các khớp ngón tay được điều khiển ổn định.

CHÚ THÍCH: Lực nắm giữ có thể được cảm nhận bằng một bộ phận cảm biến lực hoặc dòng điện dẫn động ngón.

...

...

...

Cảm biến ngoại lực

Cảm biến các ngoại lực và momen lực được sử dụng trong các tình huống sau:

a) để đo trọng lượng của đối tượng;

b) để kiểm tra cơ cấu nắm giữ đối tượng tiếp xúc hoặc mất tiếp xúc với vật thể; hoặc có vật cản trong môi trường;

c) điều khiển đối tượng bằng tay cần phải có thông tin về tiếp xúc trong tác vụ lắp ghép.

CHÚ THÍCH: Các ngoại lực và momen lực có thể được cảm nhận bằng một bộ cảm biến lực/momen lực hoặc dòng điện dẫn động ngón kẹp.

3.4.5

Phát hiện sự trượt

Cảm biến sự trượt giữa các ngón kẹp và các đối tượng được điều khiển trong các tình huống sau:

...

...

...

b) để tránh sự kẹp giữ lỏng lẻo và không ổn định đối với các đối tượng;

c) để kẹp giữ các đối tượng với lực nhỏ nhất cần thiết để tránh trượt.

4  Từ vựng cho bàn tay kẹp

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa được cho trong TCVN 13228 (ISO 8373).

4.1  Kiểu cơ cấu tác động cuối

4.1.1

Cơ cấu tác động cuối kiểu dụng cụ

Cơ cấu tác động cuối tự vận hành có hiệu quả trong khi di chuyển hoặc định vị bởi một cánh tay rô bốt.

CHÚ THÍCH: Mỏ hàn hồ quang, mỏ hàn điểm, máy phun cát, máy mài, thiết bị bạt ria xờm, cái bào xoi, máy khoan, súng phun, súng gắn keo, cái vặn vít tự động, súng cắt laser và súng cắt bằng tia nước.

...

...

...

Cơ cấu nắm giữ

Cơ cấu tác động đầu mút được thiết kế để nắm chặt và giữ thăng bằng vật thể (như đã định nghĩa trong TCVN 13228 (ISO 8373)).

CHÚ THÍCH: Cơ cấu nắm giữ hoặc cơ cấu tác động đầu mút kiểu cơ cấu nắm giữ khi so sánh với cơ cấu tác động đầu mút kiểu dụng cụ là một cơ cấu tác động đầu mút dùng để kẹp vật thể và di chuyển hoặc định vị vật thể.

4.1.2.1

Cơ cấu nắm giữ bàn tay kẹp

Cơ cấu nắm giữ bàn tay kẹp đối với đối tượng bằng các ngón kẹp.

4.1.2.2

Cơ cấu nắm giữ kiểu không bàn tay kẹp

Cơ cấu nắm giữ bàn tay kẹp đối với đối tượng mà không dùng các ngón kẹp.

...

...

...

4.2  Các thành phần và cơ cấu của bàn tay kẹp

4.2.1

Các chi tiết cơ khí cơ bản

Xem Hình 5.

4.2.1.1

Mặt lắp ghép của rô bốt

Mặt lắp ghép của một cơ cấu nắm giữ với các mặt lắp ghép của các rô bốt.

4.2.1.2

Thân cơ cấu nắm giữ

...

...

...

CHÚ THÍCH: Chi tiết thân có thể tiếp xúc trực tiếp với các đối tượng.

4.2.1.3

Ngón kẹp

Kết cấu xích động có khớp nối đầu tiên được lắp cố định trên thân cơ cấu nắm giữ.

CHÚ THÍCH: Một ngón có thể tiếp xúc trực tiếp với các đối tượng. Một ngón di chuyển chủ yếu về thân cơ cấu nắm giữ.

4.2.1.4

Cơ cấu dẫn động

Cơ cấu có khả năng thực hiện chuyển động của các ngón tay kẹp trong cơ cấu nắm giữ.

VÍ DỤ  Mô tơ điện, cơ cấu dẫn động điện từ, cơ cấu dẫn động tĩnh điện, cơ cấu dẫn động khí nén, cơ cấu dẫn động thủy lực, mô tơ siêu âm, cơ cấu dẫn động cao su, vật liệu nhớ hình, cơ cấu dẫn động áp điện,

...

...

...

Cơ cấu truyền động

Cơ cấu để truyền lực dẫn động từ các cơ cấu dẫn động đến các ngón của cơ cấu nắm giữ.

VÍ DỤ  Các cơ cấu truyền động công suất: truyền động khớp nối, truyền động cáp, truyền động bánh răng, truyền động vít, truyền động cam, truyền động lò xo, truyền động trực tiếp.

CHÚ DẪN

1  Mặt phân cách của rô bốt

2  Thân cơ cấu bàn tay kẹp

3  Ngón

4  Khớp nối đầu tiên

...

...

...

6  Khớp nối thứ hai

7  Khâu thứ hai

8  Khớp nối thứ ba

9  Khâu thứ ba

10  Chi tiết kẹp chặt.

Hình 5 - Các chi tiết cơ khí của cơ cấu bàn tay kẹp

4.2.1.6

Chi tiết kẹp chặt

Một phần của ngón tay kẹp hoặc khâu của nó được thiết kế đặc biệt để tiếp xúc trực tiếp với các đối tượng.

...

...

...

Bộ cảm biến

Cơ cấu để thu được các tín hiệu từ cơ cấu nắm giữ và/ hoặc các đối tượng dùng cho điều khiển cơ cấu nắm giữ trong quá trình điều khiển đối tượng bằng tay.

4.3  Kiểu nắm giữ bàn tay kẹp

4.3.1

Độ di động của cơ cấu nắm giữ

Số trục tịnh tiến và quay trong không gian di động của toàn bộ các ngón tay kẹp của một cơ cấu nắm giữ đối với thân của bàn tay kẹp.

Xem Hình 6

CHÚ THÍCH 1: Chuyển động của cơ cấu nắm giữ có thể có thể được phân thành ba loại: chuyển động đường, chuyển động mặt phẳng và chuyển động không gian tùy thuộc vào độ di động của các cơ cấu nắm giữ. Chẳng hạn, độ di động của các cơ cấu nắm giữ được chỉ ra trên các Hình 6 a), b), c) lần lượt là 1, 3, 6.

CHÚ THÍCH 2: Bước đầu tiên trong lập kế hoạch cho các tác vụ nắm giữ là lựa chọn độ di động khi quan tâm đến đặc tính của đối tượng.

...

...

...

Bậc tự do của cơ cấu nắm giữ

Số lượng tối thiểu các đầu vào để xác định kết cấu của cơ cấu nắm giữ.

4.3.3

Bậc tự do của cơ cấu nắm giữ có đối tượng

Bậc tự do của một cơ cấu nắm giữ có đối tượng tương tự như bậc tự do của một cơ cấu nắm giữ khi xem đối tượng như là một khâu (mắt xích) và thay thế các điểm, các đường hoặc mặt tiếp xúc, bằng các khớp nối tương đương.

4.3.4

Cơ cấu nắm giữ kiểu góc

Cơ cấu nắm giữ có các ngón tay kẹp có chuyển động quay.

4.3.5

...

...

...

Cơ cấu nắm giữ có các ngón tay kẹp có chuyển động tịnh tiến song song với nhau

4.3.6  Kiểu nắm giữ

4.3.6.1

Nắm giữ ở tâm

Nắm giữ trong đó cơ cấu nắm giữ điều chỉnh sao cho đối tượng nằm ở tâm của cơ cấu.

4.3.6.2

Nắm giữ không ở tâm

Nắm giữ không có chức năng như chức năng của nắm giữ ở tâm

...

...

...

b) Cơ cấu nắm giữ chuyển động mặt phẳng (độ di động 3)

a) Cơ cấu nắm giữ chuyển động không gian (độ di động 6)

Hình 6 - Độ di động của cơ cấu nắm giữ

4.3.6.3

Nắm giữ thích nghi

Nắm giữ trong đó cơ cấu nắm giữ điều chỉnh kết cấu của nó để phù hợp với hình dạng của đối tượng.

4.3.6.4

Nắm giữ đối xứng

Nắm giữ trong đó các ngón tay kẹp có các chuyển động đối xứng

...

...

...

Nắm giữ không đối xứng

Nắm giữ trong đó các ngón tay kẹp không có các chuyển động đối xứng

4.3.6.6

Nắm giữ dạng khép kín

Nắm giữ trong đó không chỉ các ngón kẹp mà cả thân hoặc cánh tay của cơ cấu nắm giữ được sử dụng để tạo ra sự nắm giữ dạng khép kín.

4.4  Kiểu ngón kẹp

4.4.1

Độ di động của ngón tay kẹp

Các kích thước của không gian di chuyển của một ngón tay kẹp

...

...

...

Bậc tự do của ngón tay kẹp

Số lượng tối thiểu đầu vào để thể xác định được kết cấu của một ngón tay kẹp

4.4.3  Kiểu chuyển động của ngón tay kẹp

4.4.3.1

Ngón tay kẹp chuyển động quay

Ngón được dẫn động chuyển động quay.

Xem Hình 7 a)

4.4.3.2

Ngón tay kẹp chuyển động tịnh tiến

...

...

...

Xem Hình 7 b)

4.4.3.3

Ngón tay kẹp đa khớp

Ngón có nhiều khớp nối

Xem Hình 7 c)

4.4.3.4

Ngón tay kẹp giãn nở được

Ngón có thể bơm phồng lên được bằng khí nén

Xem Hình 7 d)

...

...

...

Ngón tay kẹp có liên động về cơ khí

Ngón mà chuyển động của nó có mối liên hệ tương hỗ về cơ khí với chuyển động của các ngón khác.

Xem Hình 8 a)

4.4.3.6

Ngón tay kẹp có chuyển động độc lập

Ngón có chuyển động độc lập với chuyển động của ngón khác

Xem Hình 8 b)

4.5  Điều khiển ngón tay kẹp

4.5.1

...

...

...

Sơ đồ điều khiển trong đó trong đó lệnh điều khiển là “mở” hoặc “đóng”.

4.5.2

Điều khiển vị trí

Sơ đồ điều khiển trong đó chỉ điều khiển vị trí.

4.5.3

Điều khiển vận tốc

Sơ đồ điều khiển trong đó vận tốc được điều khiển.

CHÚ DẪN

...

...

...

Hình 7 - Các chuyển động của ngón

CHÚ DẪN

1  Hộp số

2  Cơ cấu dẫn động

Hình 8 - Mối liên hệ tương hỗ của ngón

4.5.4

Điều khiển lực

...

...

...

4.5.5

Điều khiển phối hợp

Điều khiển tương tác

Sơ đồ điều khiển trong đó các lệnh điều khiển vị trí và các lệnh điều khiển lực được phối hợp thông qua các phương trình thực hoặc hiệu dung của chuyển động sao cho thực hiện được điều khiển servo đối với tọa độ (sự phối hợp) của tác vụ.

4.5.6

Điều khiển hybrid

Sơ đồ điều khiển trong đó các lệnh điều khiển vị trí và các lệnh điều khiển lực trên hệ thống tọa độ tác vụ được biến đổi thành các lệnh điều khiển trên hệ thống tọa độ khớp và được tích hợp thông qua một công thức chuyển đổi sao cho thực hiện được điều khiển servo cho tọa độ khớp.

4.6  Phần tử kẹp chặt

CHÚ THÍCH: Nên thiết kế các chi tiết kẹp chặt để phù hợp với đặc tính của đối tượng.

...

...

...

Đặc điểm hình học

Xem Hình 9

4.6.1.1  Sự phù hợp

Phần tử kẹp chặt có hình dạng được thiết kế phù hợp với hình dạng của đối tượng được nắm giữ.

4.6.2

Tính thay thế được

Phần tử kẹp chặt có thể thay thế được nếu nó có thể được thay thế bằng cùng một kiểu phần tử kẹp chặt dùng để nắm giữ cùng một kiểu đối tượng.

CHÚ THÍCH: Các phần tử kẹp chặt nên được thiết kế để có thể thay thế được nếu chúng thường bị hư hỏng do thao tác bằng tay lặp lại đối với đối tượng.

4.6.3

...

...

...

Phần tử kẹp chặt có thể đổi lẫn được nếu nó có thể được thay bằng một kiểu phần tử kẹp chặt khác dùng để nắm giữ các kiểu đối tượng khác.

CHÚ THÍCH: Các phần tử kẹp chặt có thể được thiết kế để đổi lẫn được khiến cho cơ cấu nắm giữ thích ứng với sự khác nhau về đặc tính hình học hoặc đặc tính vật lý của một số đối tượng.

Hình 9 - Đặc điểm hình học của các chi tiết kẹp chặt

4.7  Mặt lắp ghép của rô bốt

Các mặt lắp ghép nên phù hợp với các mặt lắp ghép cơ khí như:

4.7.1

Mặt lắp ghép cơ khí (tấm)

[Xem TCVN 13234-1:2020 (ISO 9409-1)]

...

...

...

Mặt lắp ghép cơ khí (trục)

[Xem TCVN 13234-2:2020 (ISO 9409-2)]

4.8  An toàn trong nắm giữ và chuyển động nắm giữ

4.8.1

An toàn

Chức năng được thiết kế để duy trì an toàn trong trường hợp có hư hỏng thấy trước được của bất cứ chi tiết đơn giản nào.

4.8.2

Tự thăng bằng

Chức năng của một cơ cấu trong đó các phần tử bị động giữ không cho cơ cấu nắm giữ nhả đối tượng được nắm giữ trong trường hợp nguồn cung cấp năng lượng bị hư hỏng.

...

...

...

Tự khóa

Chức năng cơ khí để ngăn ngừa các ngoại lực không làm cho cơ cấu nắm giữ nhả đối tượng được nắm giữ trong trường hợp nguồn cung cấp năng lượng bị hư hỏng.

4.8.4

khóa liên động

Cho phép hoặc ngăn cản có điều kiện một số chuyển động nắm giữ hoặc nhả.

4.8.5

An toàn cho nắm giữ

Chức năng phòng tránh nắm giữ không chắc chắn.

CHÚ THÍCH: Các ví dụ về an toàn cho nắm giữ như tự động tránh nắm giữ các đối tượng quá nặng và tự động điều khiển lực để tránh sự trượt của đối tượng.

...

...

...

PHỤ LỤC A

(Tham khảo)

Biểu mẫu trình bày các đặc tính của cơ cấu nắm giữ

Phụ lục này đưa ra các ví dụ về biểu mẫu để trình bày các đặc tính của cơ cấu nắm giữ dùng để điều khiển đối tượng bằng tay.

Biểu mẫu A1 dùng để trình bày các đặc tính của các cơ cấu nắm giữ hiện có hoặc theo kế hoạch được xác lập. Nhà sản xuất cơ cấu nắm giữ có thể mô tả các đặc tính cho các sản phẩm của mình theo biểu mẫu A1.

Biểu mẫu A2 dùng để chỉ ra các yêu cầu của cơ cấu nắm giữ cho các ứng dụng theo dự định của rô bốt. Người sử dụng rô bốt có thể quy định các yêu cầu của cơ cấu nắm giữ mà họ cần dùng theo biểu mẫu A2.

CHÚ THÍCH: Các số ghi trong các ngoặc đơn tương đương với các số của thuật ngữ được nêu trong tiêu chuẩn này.

A.1  Biểu mẫu A1

[Biểu mẫu này dùng để mô tả các đặc tính của các cơ cấu nắm giữ hiện có hoặc theo kế hoạch

...

...

...

Nhà sản xuất cơ cấu nắm giữ (tên)………………………………………………………………………

Nhà sản xuất cơ cấu nắm giữ (địa chỉ) ………………………………………………………………….

Mẫu (model) của cơ sở nắm giữ …………………………………………………………………………

Kiểu cơ cấu nắm giữ …………………………………………………….…………………………………

Ứng dụng chính của cơ cấu nắm giữ ……………………………………………………………………

Kết cấu cơ khí

Bản vẽ [các kích thước chính, bố trí ngón, chuyển động của ngón (4.4.3), bố trí cơ cấu dẫn động (4.2.1.4), cơ cấu truyền động (4.2.1.5), bố trí cảm biến (3.4) ……..]

Đặc tính của cơ cấu nắm giữ:

...

...

...

Khoảng cách lớn nhất giữa các ngón (mm) …………………………………………………………

Khoảng cách nhỏ nhất giữa các ngón (mm) …………………………………………………………

Lực nắm giữ lớn nhất (N) ………………………………………………………………………………

Lực thao tác bằng tay lớn nhất (N) ……………………………………………………………………

Momen lớn nhất cho phép của ngón (N.m) …………………………………………………………

Diện tích bề mặt nắm giữ (mm^2) ………………………………………………………………………

Thời gian làm việc (thời gian nắm giữ, thời gian buông lỏng) (s) …………………………………

Kiểu cơ cấu nắm giữ:………………………………………………………………………………………

Số ngón ………………………………………………………………………………………………………

...

...

...

Độ di động của cơ cấu nắm giữ (4.3.1) ………………………………………………………………

Bậc tự do của cơ cấu nắm giữ (4.3.2) …………………………………………………………………

Kiểu nắm giữ (4.3.6) ………………………………………………………………………………………

Ngón

Độ di động của ngón (4.4.1) ………………………………………………………………………

Bậc tự do của ngón (4.4.2) …………………………………………………………………………

Chuyển động của ngón (4.4.3) …………………………………………………………………………

Cơ cấu dẫn động (4.2.1.4)

Kiểu cơ cấu dẫn động ………………………………………………………………………

...

...

...

Công suất danh định của cơ cấu dẫn động (W) ………………………………………………

Cơ cấu truyền động (4.2.1.5) ………………………………………………………………………

Chi tiết về chuyển động của ngón (có liên quan đến hệ tọa độ của mặt phân cách cơ khí như đã định nghĩa trong ISO 9787)

Định nghĩa TCP (3.3.8): độ dịch chuyển so với mặt phẳng X_m - Y_m …………………………………

Định nghĩa TCP (3.3.8): độ dịch chuyển số với trục Z_m ………………………………………………

Điều khiển ngó

Sơ đồ điều khiển ngón (4.5) ………………………………………………………………………

Các tín hiệu điều khiển …………………………………………………………………………………

Các tín hiệu bồi tiếp ………………………………………………………………………………………

...

...

...

Các chức năng cảm biến (3.4)…………………………………………………………………………

Chi tiết kẹp chặt (4.6)

Vật liệu ^[1]^) …………………………………………………………………………………………………

Tính thay thế được/ tính đổi lẫn được …………………………………………………………………

Môi trường làm việc ………………………………………………………………………………………

Đặc tính của đối tượng:…………………………………………………………………………

Hình học (hình dạng, kích thước) (mm) ………………………………………………………………

Khối lượng của đối tượng (kg) …………………………………………………………………………

...

...

...

Đặc tính bề mặt ………………………………………………………………………………………………

Đặc tính nam châm …………………………………………………………………………………………

Mặt phân cách của rô bốt (4.7) và cơ cấu và cơ cấu chốt tay quay

Mặt phân cách cơ khí: phù hợp tiêu chuẩn…………………………     ký hiệu ………………………

Bản vẽ (được đưa ra nếu mặt phân cách là thiết kế được cấp chứng chỉ của công ty)

Khả năng sử dụng (truyền năng lượng và tín hiệu) ………………………………………………

An toàn (4.8) ………………………………………………………………………………………………

Cảnh báo (Nếu có bất cứ sự phòng ngừa nào cần thiết cho vận hành cơ cấu nắm giữ thì chúng phải được quy định):…………………………………………………………………………………………………….…

Các đặc tính khác:………………………………………………………………………………………

...

...

...

A.2  Biểu mẫu A2

[Biểu mẫu này dùng để qui định các yêu cầu của các cơ cấu nắm giữ]

Ngày phát hành
……………………………………………..

Người sử dụng rô bốt (tên)………………………………………………………………………………..

Người sử dụng rô bốt (địa chỉ)……………………………………………………………………………

Lĩnh vực áp dụng………………………………………………………………………………………

Mô tả tác vụ………………………………………………………………………………………

Đặc tính của các đối tượng được điều khiển bằng tay:

Tên đối tượng………………………………………………………………………………………

...

...

...

Khối lượng của đối tượng (kg)…………………………………………………………………………

Trọng tâm (mm)………………………………………………………………………………………

Nhiệt độ lớn nhất/ nhỏ nhất của đối tượng (°C)…………………………………………………………

Đặc tính bề mặt………………………………………………………………………………………

Đặc tính nam châm………………………………………………………………………………………

Tính chất của vật liệu (vật liệu, tính biến dạng v.v…) …………………………………………………

Thay đổi kích thước trong quá trình gia công (mm)……………………………………………………

Các bề mặt điều khiển bằng tay được khuyến nghị……………………………………………………

Các bề mặt không cho phép tiếp xúc………………………………………………………………………

...

...

...

Các yêu cầu cho điều khiển bằng tay:

Tư thế của đối tượng trước khi điều khiển bằng tay……………………………………………………

Tư thế của đối tượng sau khi điều khiển bằng tay………………………………………………………

Thao tác bằng tay trong cơ cấu nắm giữ…………………………………………………………

Các lực lớn nhất cho phép đối với đối tượng (N)……………………………………………………

Thời gian làm việc (thời gian nắm giữ, thời gian buông lỏng, chu kỳ thời gian, v.v…) (s)……………………………………………………………………………………………………………

Sự nhầm lẫn có thể có đối với đối tượng…………………………………………………………

Bản vẽ cho các yêu cầu điều khiển bằng tay (các hệ thống tọa độ, các tư thế của đối tượng v.v…

...

...

...

Các yêu cầu của cơ cấu nắm giữ:

Số lượng các ngón ………………………………………………………………………………………

Bố trí ngón ………………………………………………………………………………………

Độ di động của cơ cấu nắm giữ (4.3.1) …………………………………………………………

Bậc tự do của cơ cấu nắm giữ (4.3.2) …………………………………………………………

Kiểu nắm giữ (4.3.6) ………………………………………………………………………………………

Các yêu cầu của ngón:

Độ di động của ngón (4.4.1) ………………………………………………………………………

Bậc tự do của ngón (4.4.2) ………………………………………………………………………

...

...

...

Cơ cấu dẫn động được đề nghị (4.2.1.4) …………………………………………………………

Điều khiển ngón được kiến nghị:………………………………………………………………………

Sơ đồ điều khiển ngón (4.5) ………………………………………………………………………………

Các tín hiệu điều khiển ………………………………………………………………………………

Các tín hiệu hồi tiếp ……………………………………………………………………………………

Các yêu cầu về chức năng cảm biến (3.4) ……………………………………………………………

Mặt lắp ghép của rô bốt (4.7) …………………………………………………………………………

Mặt lắp ghép cơ khí: phù hợp với tiêu chuẩn …………………………   ký hiệu……………………

Khả năng sử dụng (truyền năng lượng và tín hiệu) ……………………………………………………

...

...

...

Các đặc tính của rô bốt cần cho tác vụ:

Không gian làm việc (mm) ………………………………………………………………………………

Trọng tải lớn nhất (N) ………………………………………………………………………………

Tính lặp lại của tư thế (mm) ………………………………………………………………………………

Thời gian ổn định hóa tư thế (s) …………………………………………………………………

Số lượng trục ……………………………………………………………………………………………

Bố trí khớp nối ……………………………………………………………………………………………

Số lượng cánh tay ………………………………………………………………………………………

Các yêu cầu khác ………………………………………………………………………………

...

...

...

[1] Các chi tiết kẹp chặt có thể được chế tạo bằng các vật liệu đàn hồi để thích nghi với các đặc tính hình học hoặc vật lý của các đối tượng. Để điều khiển bằng tay các đối tượng nặng có các bề mặt trơn nhẵn nên sử dụng các chi tiết kẹp chặt có các bề mặt nhám. Nên sử dụng các chi tiết chịu nhiệt cho điều khiển bằng tay các đối tượng có nhiệt độ cao. Đối với các bề mặt bằng vật liệu mài, nên sử dụng các chi tiết chịu mài mòn. Có thể sử dụng vật liệu chống ăn mòn nếu cần thiết cho các điều kiện môi trường khắc nghiệt