Gần 2 năm thực hiện đề tài KC 03.16/06-10, PGS-TS Lê Hoài Quốc, Phó Giám đốc Sở KH-CN TPHCM và nhóm các nhà khoa học đã nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thành công một robot song song 6 chân dựa trên nguyên lý Gough - Stewart Platform cho mục đích gia công cắt gọt với chuyển động của bàn máy (mang phôi) được vận hành và điều khiển bởi 6 chân (Hexapod).
“Robot song song là một cấu trúc gồm nhiều chuỗi động kín với một nhóm các trục và cơ cấu tác động cuối mắc song song nhau. Hơn thế nữa, chúng ta có thể đặt tất cả các cơ cấu chấp hành lên giá nếu cần nhằm làm cho các phần di chuyển của kết cấu trở nên gọn nhẹ. Nhờ những đặc điểm này mà robot song song chiếm ưu thế trong tốc độ tác động với độ chính xác cao, tải trọng lớn và có độ cứng vững hơn hẳn các loại tay máy nối tiếp”, PGS-TS Lê Hoài Quốc giải thích.
Nói về khả năng ứng dụng vào thực tế, nhóm nghiên cứu cho rằng một số ứng dụng trong sản xuất công nghiệp tiêu biểu có thể kể đến là các robot phẫu thuật, robot gắp – đặt (pick and place). Ở ứng dụng gia công cắt gọt trong lĩnh vực chế tạo máy, các chuyển động của Stewart Platform cho phép thực hiện các chuyển động tương đối giữa dụng cụ cắt và phôi, có tính năng tạo hình tương đương với máy phay 5 trục.
Với robot song song - Hexapod đã hoàn thành này, bước đầu đang đặt tại Trung tâm Neptech (quận 8), sẽ giúp trung tâm thiết kế chế tạo thiết bị mới TPHCM (tên giao dịch là Neptech) có thêm công cụ để kết hợp với hệ thống thiết bị hiện có của trung tâm thực hiện một số đề tài nghiên cứu, tiến tới làm chủ công nghệ tạo hình công nghệ cao. Trước mắt, thiết bị này sẽ được sử dụng để gia công một số bề mặt phức tạp của các miếng vá sọ não, các bề mặt khớp gối, khớp vai... của dự án nghiên cứu cơ y sinh, thuộc chương trình công nghệ công nghiệp và tự động hóa của TPHCM.
Khi tiến hành nghiên cứu, chế tạo robot song song, nhóm khoa học vấp phải nhiều khó khăn bởi không gian làm việc của robot song song bị giới hạn và đặc biệt là bài toán động học thuận khá phức tạp. Để giải quyết những khó khăn đó, PGS-TS Lê Hoài Quốc cùng các cộng sự lập các nội dung, chuyên đề cụ thể, tiến hành phân công công việc theo chuyên môn - là thế mạnh của từng nhà khoa học.
Đầu tiên là việc đưa ra phương pháp luận và thuật toán để xác định cấu trúc và kích thước động nhằm đạt mục tiêu tối ưu về kích thước của vùng không gian làm việc của khâu ra (tấm dịch chuyển) dựa trên các bài toán động học ngược, động học thuận, cũng như bài toán về các vị trí. “Vùng làm việc có thể thay đổi tùy theo hình dạng, vị trí và thể tích cũng như hướng của tấm dịch chuyển… Ngoài ra, nhóm cũng đã xây dựng bộ điều khiển tích hợp PC-based với phần mềm điều khiển hoạt động gia công tạo hình theo chuẩn IEA (G&M code) tương thích với các phần mềm CAD/CAM dùng cho máy CNC 5 trục phổ biến hiện nay”, KS Nguyễn Hữu Cường, thành viên nhóm nghiên cứu chia sẻ.
TƯỜNG HÂN
