Language
Country/Area
No result found
Từ Sai sót đến Độ chính xác: Kiểm soát lực có thể bù đắp cho Môi trường không hoàn hảo như thế nào?
Kiểm soát lực ngày càng trở nên quan trọng trong môi trường chế tạo máy, công nghiệp và robot dịch vụ. Mục đích chính của công nghệ điều khiển này là an toàn. Nó có thể ngăn ngừa hiệu quả các va chạm ngẫu nhiên giữa người và máy móc, do đó giảm thiểu thiệt hại và thương tích. Trong nhiều trường hợp, chuyển động của robot có thể bị cản trở bởi các chướng ngại vật, khiến cho việc kiểm soát lực trở nên vô cùng quan trọng.
Kiểm soát lực giúp tránh hư hỏng thiết bị và phôi gia công, đồng thời giảm khả năng gây thương tích cho nhân viên trong quá trình vận hành bằng cách điều chỉnh lực tiếp xúc giữa máy và môi trường hoặc phôi gia công.
Điều khiển chuyển động truyền thống thêm các biến thao tác để sửa lỗi vị trí khi đường dẫn sai. Tuy nhiên, những việc làm như vậy có thể gây ra hậu quả không mong muốn, thậm chí có thể gây hư hỏng máy móc hoặc làm mất ổn định môi trường làm việc. Do đó, hệ thống kiểm soát lực đã được phát triển để tránh những tình huống nguy hiểm tiềm tàng này bằng cách hạn chế lực tối đa của máy.
Trong quá trình gia công, sự không đồng đều của phôi thường gây ra vấn đề. Ví dụ, khi áp dụng điều khiển vị trí, dụng cụ có thể đào quá sâu vào bề mặt hoặc mất tiếp xúc với phôi. Trong trường hợp này, việc áp dụng công nghệ kiểm soát lực đặc biệt quan trọng vì nó đảm bảo loại bỏ vật liệu đồng đều thông qua lực tiếp xúc ổn định.
Phạm vi ứng dụng
Các ứng dụng kiểm soát lực có thể được chia thành các nhiệm vụ tiếp xúc quan trọng và các nhiệm vụ tiếp xúc tiềm năng. Trong các nhiệm vụ có tiếp xúc quan trọng, tiếp xúc giữa máy và môi trường hoặc phôi là thành phần cốt lõi của nhiệm vụ, thường liên quan đến biến dạng cơ học và xử lý bề mặt. Trong các nhiệm vụ có khả năng xảy ra vấn đề tiếp xúc, máy phải có khả năng tránh tạo ra lực tiếp xúc quá mức trong môi trường năng động.
Kiểm soát lực được sử dụng rộng rãi trong các hoạt động sản xuất cơ khí như mài, đánh bóng và loại bỏ ba via, cũng như các quy trình kiểm soát lực như ghép nối, uốn và ép đinh tán có kiểm soát vào các lỗ đã tạo sẵn.
Kiểm soát lực cũng có thể được sử dụng để quét các bề mặt chưa biết. Áp suất tiếp xúc có thể được duy trì ở mức tương đối ổn định, cho phép di chuyển đầu quét bằng cách điều khiển vị trí. Việc áp dụng phương pháp này có thể giúp mô tả hình dạng bề mặt chi tiết và cải thiện thêm độ chính xác của quá trình xử lý.
Phát triển công nghệ
Công nghệ kiểm soát lực có thể bắt nguồn từ năm 1980, khi John Kenneth Salisbury của Đại học Stanford đề xuất khái niệm kiểm soát độ cứng chủ động. Theo thời gian, việc điều khiển lực đã trải qua quá trình nghiên cứu và phát triển chuyên sâu, đặc biệt với sự tiến bộ của công nghệ cảm biến và thuật toán điều khiển, ứng dụng của điều khiển lực ngày càng được mở rộng.
Bộ điều khiển máy hiện đại có thể thực hiện điều khiển lực một chiều theo thời gian thực với chu kỳ thời gian dưới 10 mili giây, điều này cho thấy công nghệ điều khiển lực đã hoàn thiện từ lâu.
Trong kiểm soát lực, việc đo chính xác lực tiếp xúc là rất quan trọng. Trong khi các phương pháp đo trực tiếp truyền thống tập trung vào việc sử dụng cảm biến lực/mô-men xoắn để thu được lực tiếp xúc hiện tại, một lựa chọn kinh tế khác là thu thập dữ liệu này gián tiếp bằng cách ước tính dòng điện của động cơ trong quá trình điều khiển chuyển động. Cách tiếp cận này không chỉ giúp giảm chi phí mà còn giảm nguy cơ hỏng hóc cảm biến.
Khái niệm kiểm soát
Các khái niệm điều khiển khác nhau được sử dụng trong điều khiển lực chủ yếu bao gồm điều khiển lực trực tiếp và điều khiển lực gián tiếp. Trong khi mục tiêu của việc điều khiển lực trực tiếp là thiết lập lực tiếp xúc mong muốn ở một giá trị xác định thì việc điều khiển gián tiếp thường làm tăng tính linh hoạt và khả năng phản hồi của máy bằng cách điều chỉnh trở kháng của máy. Trong thực tế triển khai, hai phương pháp kiểm soát này thường bổ sung cho nhau và công nghệ kiểm soát tốt nhất được lựa chọn dựa trên các điều kiện môi trường hiện tại.
Trong tương lai, công nghệ điều khiển lực có thể sẽ đóng vai trò lớn hơn trong nhiều lĩnh vực hơn, chẳng hạn như robot y tế, robot dịch vụ và các ứng dụng cộng tác của chúng. Kiểm soát lực hoàn toàn tự động đảm bảo an toàn và ổn định khi phối hợp với con người và các máy móc khác. Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ, phương pháp điều khiển này sẽ hỗ trợ các tình huống ứng dụng phức tạp hơn và do đó cải thiện hiệu quả công việc chung. Cho dù phải đối mặt với môi trường năng động hay các yêu cầu kỹ thuật khác nhau, liệu máy móc có thể vượt qua thành công những thách thức này hay không vẫn phải được thời gian kiểm chứng.
