Ngày nay, tay máy công nghiệp (cánh tay robot) xuất hiện nhiều trong các nhà máy, xí nghiệp ở Việt Nam với các nhiệm vụ: lắp ráp, bốc dỡ hàng hóa, sơn, hàn,…Do vậy, nhu cầu thực tế về nguồn lao động có thể thao tác, lập trình, điều khiển tay máy là rất cần thiết. Nhiều trường đại học trên cả nước đã đưa môn học robot công nghiệp vào giảng dạy và thậm chí ở các nước tiên tiến còn đưa ra một ngành học nghiên cứu về robot (robotics). Tuy nhiên, việc thực hành với tay máy công nghiệp ở nước ta còn hạn chế do chi phí đầu tư cao. Việc tìm hiểu, nghiên cứu một mô hình cánh tay robot giá rẻ để cơ bản hiểu được cách thức hoạt động cũng như điều khiển một tay máy công nghiệp là cần thiết.

Ảnh minh họa: Internet

Bài báo trình bày phương pháp xây dựng bộ điều khiển cho mô hình cánh tay robot 3 bậc tự do của Fischertechnik. Ứng dụng phần mềm Inventor thiết kế mô hình 3D cho cánh tay, sau đó sử dụng công cụ SimMechanics hỗ trợ liên kết từ Matlab với Cad 3D Inventor để mô hình hóa, mô phỏng. Nguyên lý điều khiển hồi tiếp và bài toán động học thuận, động học nghịch đã được áp dụng vào cánh tay robot 3 bậc tự do để điều khiển vị trí các khớp cũng như khâu chấp hành. Cánh tay được tích hợp thêm camera để thực hiện quá trình xử lý ảnh phân loại màu dựa trên thư viện xử lý ảnh của LabVIEW. Một giao diện được thiết kế (sử dụng LabVIEW), có chức năng cho phép người điều khiển quan sát trực tuyến các chế độ của mô hình đang hoạt động. Kết quả thực nghiệm cho thấy cánh tay gắp vật đến vị trí mong muốn với sai lệch tương đối thấp (<8%) và ổn định cao với độ lệch chuẩn thấp (<3%). Như vậy, mô hình đã xây dựng đáp ứng được các yêu cầu cơ bản của một mô hình cánh tay trong ứng dụng xếp kho hàng phân loại sản phẩm. Hơn thế nữa, nó còn có thể phục vụ cho việc học tập, tìm hiểu về cánh tay robot và một số giải thuật điều khiển như ON-OFF, PID,…