Trong mọi ngôn ngữ lập trình robot đều có ít nhất hai lệnh di chuyển. Chúng nhận cùng một điểm đích nhưng tạo ra hai đường đi hoàn toàn khác. Hiểu nhầm chỗ này là lý do robot đâm vào đồ gá ngay lần chạy thử đầu tiên.
Chuyển động theo khớp: nhanh, nhưng đường đi khó đoán
Với lệnh này, bộ điều khiển tính góc đích cho từng khớp, rồi cho tất cả các khớp chạy đồng thời sao cho cùng tới đích một lúc.
Kết quả là mỗi khớp quay đều đặn, nhưng đầu công tác vẽ ra một đường cong trong không gian, và hình dạng đường cong đó phụ thuộc vào tư thế xuất phát. Đổi điểm bắt đầu một chút là đường đi khác hẳn.
Ưu điểm là nhanh và mượt. Không khớp nào phải chạy quá nhanh để bù cho khớp khác, và không có nguy cơ gặp điểm dị thường giữa đường.
Đây là kiểu chuyển động nên dùng cho các đoạn di chuyển tự do trong không gian trống, chiếm phần lớn thời gian của một chu kỳ.
Chuyển động theo đường thẳng: đoán được, nhưng có rủi ro
Với lệnh này, bộ điều khiển ép đầu công tác đi theo một đường thẳng trong không gian, và tính ngược ra góc khớp cần thiết tại từng thời điểm.
Đường đi hoàn toàn đoán trước được, nên đây là lựa chọn bắt buộc khi đầu công tác phải bám theo một hình dạng: đường hàn, đường keo, đường cắt, hoặc khi rút thẳng ra khỏi một lỗ.
Rủi ro nằm ở chỗ để giữ đường thẳng, một số khớp có thể phải quay rất nhanh, nhất là khi đường đi gần điểm dị thường. Robot sẽ báo lỗi vượt tốc độ và dừng giữa chương trình.
Vì sao chọn sai lại gây va chạm
Tình huống điển hình: lập trình viên dạy hai điểm, một ở trên khay phôi, một ở trên máy gia công, rồi dùng lệnh theo khớp để đi giữa hai điểm.
Robot không đi thẳng. Nó vẽ một đường cong, và đường cong đó có thể quét qua một cột, một tủ điện hoặc chính cái đồ gá vừa nhả phôi.
Điều khiến lỗi này khó lường là nó phụ thuộc tư thế xuất phát. Chương trình chạy tốt hàng trăm chu kỳ, rồi một lần robot bắt đầu từ tư thế khác sau khi khôi phục lỗi, và đường cong đi qua chỗ mới.
Cách phòng: chèn các điểm trung gian ở vùng an toàn thay vì để robot tự chọn đường, và luôn mô phỏng quỹ đạo từ nhiều tư thế xuất phát khác nhau trước khi chạy máy thật.
Làm mượt góc và sai số bám
Nếu robot dừng hẳn tại mỗi điểm, chu kỳ sẽ rất chậm. Vì vậy mọi bộ điều khiển đều có cơ chế bo góc: robot cắt góc gần điểm đích để chuyển sang đoạn tiếp theo mà không dừng.
Mức bo góc thường khai báo bằng bán kính hoặc theo phần trăm. Bo càng nhiều thì càng nhanh, nhưng đầu công tác càng đi xa điểm đã dạy.
Đây là nguồn sai lệch mà nhiều người không ngờ tới: chương trình đúng, điểm dạy đúng, nhưng robot vẫn không đi qua đúng chỗ vì tham số bo góc quá lớn. Với các điểm cần chạm chính xác, phải đặt bo góc bằng không để robot dừng hẳn.
Nguyên tắc thực hành khi viết chương trình
Bốn quy tắc rút ra từ thực tế xưởng.
- Đi tự do dùng lệnh theo khớp, thao tác cần hình dạng dùng lệnh theo đường thẳng. Đừng dùng đường thẳng cho mọi thứ chỉ vì dễ hình dung.
- Luôn có điểm tiếp cận và điểm rút ngay phía trên vị trí thao tác, và di chuyển giữa chúng bằng đường thẳng ngắn.
- Đặt điểm chờ an toàn ở tư thế mà từ đó robot đi tới mọi vị trí đều không va chạm. Sau mỗi lần khôi phục lỗi, cho robot về điểm này trước.
- Bo góc bằng không tại các điểm cần chính xác, bo lớn ở các đoạn di chuyển trống.
Bốn quy tắc này chiếm rất ít thời gian lập trình nhưng loại bỏ phần lớn sự cố va chạm trong giai đoạn chạy thử.
Câu hỏi thường gặp
Lệnh nào nhanh hơn?
Chuyển động theo khớp gần như luôn nhanh hơn cho cùng cặp điểm, vì không khớp nào bị ép chạy nhanh bất thường để giữ hình dạng đường đi. Chênh lệch càng rõ khi hai điểm cách xa nhau.
Có thể chuyển toàn bộ chương trình sang đường thẳng cho an toàn không?
Không nên. Ngoài việc chậm hơn, đường thẳng còn dễ gặp lỗi vượt tốc độ khớp khi quỹ đạo đi qua vùng gần điểm dị thường. Cách an toàn hơn là giữ chuyển động theo khớp cho đoạn trống nhưng thêm điểm trung gian để kiểm soát đường đi.
Vì sao robot đi qua điểm nhưng không chạm đúng vị trí đã dạy?
Rất có thể do tham số bo góc. Khi bo góc khác không, robot cắt góc để không phải dừng, nên nó đi qua gần điểm chứ không qua đúng điểm. Đặt bo góc bằng không tại các điểm cần chính xác sẽ hết hiện tượng này.
Mô phỏng có phát hiện được hết va chạm không?
Chỉ phát hiện được những gì đã được mô hình hoá. Cáp, ống khí, phôi thừa và đồ vật để tạm trong vùng thường không có trong mô hình, mà đây lại là những thứ hay bị đụng nhất. Mô phỏng giảm rủi ro chứ không thay được lần chạy thử ở tốc độ chậm.
Đọc thêm trong Lộ trình học & nghề nghiệp và Nhập môn robotics.
