بخشی از مقاله
چکیده:
امروزه از روبات های صنعتی به گونه ای روز افزون در کارهایی مانند مواظبت از ماشین ،انتقال مواد،جوشکاری نقطه ای،جوشکاری الکتریکی،رنگ کاری پاششی ،بازرسی وهمچنین مونتاژکه به دقت بیشتری نیاز دارد و حساسیت بالای دارند استفاده زیادی می شود.روبات های موازی دسته خاصی از روبات ها هستند که در دو دهه اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته اند و انواع زیادی از انها تا کنون معرفی شده است.
از مهمترین ویژگی های این روبات ها می توان به دقت بالا، سختی مناسب و نسبت وزن به بار حمل شده مناسب اشاره نمود. امروزه از این گونه روبات ها در کاربرد های زیادی نظیر صنعت ،پزشکی ،صنایع نظامی،اکتشافات دریایی، و اکتشافات فضایی استفاده می شود.طراحی روبات های موازی بر مبنای یک سری از شاخص های کاربردی مشخصی انجام میشود مانند شاخص های چالاکی،سختی،همسانگردی،حساسیت و دقت که همگی انها با استفاده از ماتریس ژاکوبی روبات محاسبه میگردند
.در این مقاله روبات موازی صفحه ای 3-PRR مورد بررسی قرار گرفته است به طوری که ابتدا تحلیل سینماتیک معکوس انجام شده سپس ماتریس ژاکوبی بدست امده است و با استفاده از ان شاخص چالاکی و دقت بررسی شد وفضای کاری روبات به دست امد. همچنین شاخص طراحی جدیدی که دقت روبات را با توجه به جهت حرکت ان مشخص می کند برای این روبات مورد استفاده قرار گرفته است.نتایج نشان می دهد با اینکه شاخص دقت در یک مسیر مشخص دارای مقادیر خاصی است اما شاخص جدید نشان می دهد که در این مسیر دقت روبات در جهت های مختلف با هم فرق می کند.و این شاخص می تواند به عنوان مشخصه مهم در طراحی این گونه روبات ها مورد استفاده قرار گیرد.
مقدمه :
روبات را می توان دستگاهی خود کنترل با قابلیت برنامه ریزی، متشکل از اجزای الکتریکی، الکترونیکی یا مکانیکی تعریف کرد. به عبارتی دیگر، روبات ماشینی است که به جای یک مأمور زنده عمل می کند. روبات ها به ویژه برای انجام وظایف و مشاغل خاصی مطلوبند، زیرا بر خلاف انسان هیچ وقت خسته نمی شوند؛ می توانند شرایط فیزیکی ای را تحمل کنند که ناراحت کننده و حتی خطرناک است؛ می توانند در شرایط بدون هوا کار کنند؛ تکرار آنها را خسته نمی کند و از کاری که در دست دارند پریشان حواس و گیج نمی شوند.
امروزه از روبات ها در خطوط مونتاژ،صنایع جوشکاری،ماشین کاری،پزشکی و صدها عملیات دیگر استفاده می شود.روبات های صنعتی را می توان به دو دسته کلی روبات های ایستگاهی و روباتهای متحرک تقسیم کرد. همچنین روبات ها را می توان به چهار دسته روبات های سری درختی،موازی وترکیبی تقسیم بندی کرد. بر خلاف روبات های سری،روبات های موازی از زنجیره های سینماتیکی بسته تشکیل شده اند.این روبات ها از دو صفحه متحرک و ثابت تشکیل شده اند.
کاربرد های بسیاری را می توان نام بردکه در آنها روبات های موازی بی رقیب هستند از جمله می توان به حرکت های بسیار کوچکی که نیاز به دقت بسیار زیاد در یک فضای کاری محدود دارند را اشاره کرد.یکی دیگر از کاربرد های روبات های موازی در فرایند های تولیدی است . که احتیاج به روبات صلب برای عمل مورد نظر بر روی قطعه کار دارند به همین دلیل اخیرااستفاده از تکنولوژی روبات ها در طراحی ماشین ابزار بسیار متداول شده است ماشین های ابزار های سنتی از نظر زنجیره سینماتیکی تشکیل یک زنجیره سری را می دهند اما اکنون بعضی از این طرحا استفاده از این تکنولوژی بازوهای مکانیکی موازی که برای رفع نقایص بازوهای سری ابداع شده است.
روبات موازی صفحه ای 3-PRR
روباتی که در این مقاله مورد مطالعه قرار گرفته است روبات دارای یک صفحه ثابت,یک صفحه متحرک و سه لینک است که دارای یک مفصل انتقالی - رفت و برگشتی - و دارای دو اتصال چرخشی می باشند . اتصال بین عملگر و بازو را رابط محرک و اتصال بین رابط محرک و صفحه متحرک را ارتباط دهنده می نامند. صفحه ی متحرک که به بازوها متصل است به صورت مثلث متساوی الاضلاع که حامل مجری نهایی میباشد. کلیه اتصالات رابط ها به یکدیگر و به صفحه متحرک ار نوع مفصلی می باشند و عمل دوران رابط های محرک را جهت انتقال به صفحه متحرک انجام می دهند.
پارامترهای :
پارامترهای هندسی مورد استفاده در این بخش در - شکل - 2نشان داده شده اند. این پارامترها و اختصارات مورد استفاده، در ذیل به طور کامل توضیح داده شده اند. مجری نهایی در مرکز صفحه قرار گرفته است.فریم _xy فریم ثابت در نقطه است و فریم در نقطه از صفحه متحرک قرار گرفته است. موقعیت قرار گیری مجری نهایی در نقطه p واقع است . با توجه به شکل موقعیت دستگاه مختصات متصل به صفحه متحرک را نشان داده وبردار موقعیت این دستگاه نسبت به دستگاه ثابت را با - x,y - نشان می دهیم.همچنین اگر دوران این صفحه را با نشان دهیم بردار موقعیت در حالت کلی توسط برد مشخص می شود.
تحلیل سینماتیک معکوس
در علم سینماتیک مکان ، سرعت ،شتاب و کلیه مشتق های آن نسبت به زمان و یا هر متغیر دیگر بررسی می شود. سینماتیک مستقیم و سینماتیک معکوس دو مساله اساسی در سینماتیک روبات ها به شمار می ایند. در سینماتیک مستقیم با معلوم بودن متغیر های مفصلی ، مختصات کارتزین مجری نهایی مشخص می شودو در سینماتیک معکوس با معلوم بودن مختصات کارتزین مجری نهایی متغیر, های مفصلی تعیین می گردد.محدوده حرکت آنها با توجّه به درجه آزادی تعیین می گردد که می تواند به صورت صفحه ای یا فضایی،منطقه ای از فضا را پوشش دهند.در این تحلیل با معلوم بودن بردار موقعیت مجری نهایی یعنی - x,y - میتوان مقدار P1,P2,P3را از دوران عملگرها را بدست آورد.
