TCP, hệ toạ độ công cụ và hệ toạ độ phôi

Khi robot báo đang ở toạ độ nào đó, câu hỏi luôn phải là: điểm nào của robot, đo trong hệ quy chiếu nào. Ba khái niệm dưới đây trả lời câu hỏi đó, và chúng là nền của mọi chương trình chạy được.

Điểm tâm công cụ là gì

Mặc định, robot báo vị trí của tâm mặt bích ở cổ tay. Nhưng thứ ta quan tâm là đầu mũi hàn, đầu kim phun keo hay tâm giữa hai ngàm kẹp — những điểm nằm cách mặt bích một khoảng.

Điểm tâm công cụ là điểm ta chỉ định cho robot coi là đầu làm việc. Sau khi khai báo, mọi lệnh di chuyển đều tính cho điểm đó, và quan trọng hơn, mọi lệnh quay đều lấy điểm đó làm tâm.

Đây là chỗ khai báo sai lộ ra rõ nhất. Nếu bạn xoay cổ tay và thấy đầu mũi vẽ thành một vòng tròn thay vì đứng yên tại chỗ, điểm tâm công cụ đang sai.

Cách xác định điểm tâm công cụ trong thực tế

Phương pháp phổ biến nhất là cho đầu mũi chạm vào một điểm cố định trong không gian — thường là một chốt nhọn gắn chắc — từ bốn tư thế cổ tay khác nhau, càng khác nhau càng tốt.

Bộ điều khiển có bốn bộ góc khớp cho cùng một điểm trong không gian, từ đó giải ra vị trí điểm tâm công cụ so với mặt bích.

Ba điều quyết định chất lượng phép đo. Các tư thế phải khác nhau đáng kể; nếu bốn tư thế gần giống nhau, bài toán bị suy biến và kết quả không đáng tin. Chốt chuẩn phải thật cứng, không được xê dịch. Và phải chạm chính xác — sai một chút ở bước này thì sai suốt.

Ngoài vị trí, nhiều ứng dụng còn cần khai cả hướng của công cụ, ví dụ trục của mũi hàn, để lệnh nghiêng công cụ hoạt động đúng.

Hệ toạ độ phôi và vì sao nó tiết kiệm thời gian

Hệ toạ độ phôi là một hệ quy chiếu gắn với đồ gá hoặc chi tiết, thay vì gắn với chân robot.

Lợi ích lớn nhất là khi đồ gá bị dịch chuyển. Nếu chương trình được viết theo hệ toạ độ phôi, bạn chỉ cần đo lại hệ đó một lần bằng ba điểm, còn toàn bộ các điểm trong chương trình tự động dịch theo. Không phải dạy lại từng điểm.

Lợi ích thứ hai là khi có nhiều trạm giống nhau. Cùng một chương trình con dùng cho cả hai đồ gá, chỉ đổi hệ toạ độ phôi tương ứng.

Cách xác định thường là dạy ba điểm: gốc, một điểm trên trục thứ nhất, một điểm trên mặt phẳng. Ba điểm này nên chọn ở các mốc gia công chính xác trên đồ gá, không chọn ở các bề mặt dễ va đập hoặc dễ bám bẩn.

Ba hệ toạ độ hoạt động cùng nhau thế nào

Khi robot thực hiện một lệnh, chuỗi chuyển đổi diễn ra như sau.

Điểm đích được cho trong hệ toạ độ phôi. Bộ điều khiển chuyển sang hệ toạ độ gốc của robot bằng phép biến đổi đã đo. Sau đó nó tính vị trí mặt bích cần thiết để điểm tâm công cụ tới đúng đích. Cuối cùng nó giải bài toán động học ngược để ra góc từng khớp.

Chuỗi này giải thích vì sao một sai lệch nhỏ ở khai báo công cụ lại làm lệch mọi điểm: nó nằm ở giữa chuỗi và ảnh hưởng tới toàn bộ phần sau.

Cũng vì vậy mà đổi tay kẹp là việc phải làm cẩn thận. Nếu tay kẹp mới có kích thước khác, chỉ cần khai lại điểm tâm công cụ là chương trình cũ chạy đúng trở lại — với điều kiện hình dạng tay kẹp không gây va chạm mới.

Sai lầm thường gặp và cách kiểm tra

Bốn lỗi hay gặp, kèm cách phát hiện nhanh.

• Quên khai lại sau khi thay tay kẹp. Kiểm tra bằng cách xoay cổ tay quanh điểm tâm công cụ; đầu mũi phải gần như đứng yên.
• Bốn tư thế đo quá giống nhau. Kết quả có vẻ hợp lý nhưng sai. Luôn dùng các tư thế khác biệt rõ rệt và kiểm tra lại bằng phép xoay.
• Nhầm giữa hệ toạ độ công cụ và hệ toạ độ gốc khi lái tay. Robot chạy theo hướng ngoài dự kiến, dễ va chạm. Trước khi lái, luôn xác nhận đang ở hệ nào.
• Đồ gá bị va lệch nhưng không đo lại hệ toạ độ phôi. Sản phẩm lệch đều một hướng là dấu hiệu điển hình.

Một thói quen tốt: lưu lại giá trị các hệ toạ độ đã đo vào hồ sơ trạm, kèm ngày đo. Khi có sự cố, so với giá trị cũ là biết ngay thứ gì đã dịch chuyển.

Câu hỏi thường gặp

Đọc thêm trong Ứng dụng theo ngành và Lộ trình học & nghề nghiệp.