Ο ρομποτικός βραχίονας είναι ο πιο κοινός τύπος ρομπότ στα σύγχρονα βιομηχανικά ρομπότ. Μπορεί να μιμηθεί ορισμένες κινήσεις και λειτουργίες ανθρώπινων χεριών και χεριών και μπορεί να πιάσει, να μεταφέρει αντικείμενα ή να χειριστεί συγκεκριμένα εργαλεία μέσω σταθερών προγραμμάτων. Είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη συσκευή αυτοματισμού στον τομέα της ρομποτικής. Οι μορφές του είναι διαφορετικές, αλλά όλες έχουν ένα κοινό χαρακτηριστικό, το οποίο είναι ότι μπορούν να δέχονται οδηγίες και να εντοπίζουν με ακρίβεια οποιοδήποτε σημείο του τρισδιάστατου (δισδιάστατου) χώρου για να εκτελούν λειτουργίες. Τα χαρακτηριστικά του είναι ότι μπορεί να ολοκληρώσει διάφορες αναμενόμενες λειτουργίες μέσω προγραμματισμού και η δομή και η απόδοσή του συνδυάζουν τα πλεονεκτήματα τόσο των ανθρώπων όσο και των μηχανικών μηχανών. Μπορεί να αντικαταστήσει την ανθρώπινη βαριά εργασία για να πραγματοποιήσει τη μηχανοποίηση και την αυτοματοποίηση της παραγωγής και μπορεί να λειτουργήσει σε επιβλαβή περιβάλλοντα για την προστασία της προσωπικής ασφάλειας. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή μηχανημάτων, την ηλεκτρονική, την ελαφριά βιομηχανία και την ατομική ενέργεια.
1. Οι κοινοί ρομποτικοί βραχίονες αποτελούνται κυρίως από τρία μέρη: το κύριο σώμα, τον μηχανισμό κίνησης και το σύστημα ελέγχου
(Ι) Μηχανική δομή
1. Η άτρακτος του ρομποτικού βραχίονα είναι το βασικό τμήμα στήριξης ολόκληρης της συσκευής, συνήθως κατασκευασμένο από στιβαρά και ανθεκτικά μεταλλικά υλικά. Δεν πρέπει μόνο να αντέχει τις διάφορες δυνάμεις και ροπές που δημιουργούνται από τον ρομποτικό βραχίονα κατά τη διάρκεια της εργασίας, αλλά και να παρέχει μια σταθερή θέση εγκατάστασης για άλλα εξαρτήματα. Ο σχεδιασμός του πρέπει να λαμβάνει υπόψη την ισορροπία, τη σταθερότητα και την προσαρμοστικότητα στο εργασιακό περιβάλλον. 2. Βραχίονας Ο βραχίονας του ρομπότ είναι το βασικό μέρος για την επίτευξη διαφόρων ενεργειών. Αποτελείται από μια σειρά συνδετικών ράβδων και αρμών. Μέσω της περιστροφής των αρθρώσεων και της κίνησης των συνδετικών ράβδων, ο βραχίονας μπορεί να επιτύχει κίνηση πολλαπλών βαθμών ελευθερίας στο χώρο. Οι αρμοί οδηγούνται συνήθως από κινητήρες υψηλής ακρίβειας, μειωτήρες ή υδραυλικές συσκευές κίνησης για να διασφαλιστεί η ακρίβεια κίνησης και η ταχύτητα του βραχίονα. Ταυτόχρονα, το υλικό του βραχίονα πρέπει να έχει τα χαρακτηριστικά της υψηλής αντοχής και του μικρού βάρους για να καλύψει τις ανάγκες γρήγορης κίνησης και μεταφοράς βαρέων αντικειμένων. 3. Τελικός τελεστής Αυτό είναι το τμήμα του βραχίονα ρομπότ που έρχεται σε άμεση επαφή με το αντικείμενο εργασίας και η λειτουργία του είναι παρόμοια με αυτή ενός ανθρώπινου χεριού. Υπάρχουν πολλοί τύποι τελικών τελεστών, και οι συνηθισμένοι είναι οι αρπάγες, οι βεντούζες, τα πιστόλια ψεκασμού κ.λπ. η βεντούζα χρησιμοποιεί την αρχή της αρνητικής πίεσης για να απορροφήσει το αντικείμενο και είναι κατάλληλη για αντικείμενα με επίπεδες επιφάνειες. το πιστόλι ψεκασμού μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ψεκασμό, συγκόλληση και άλλες εργασίες.
(II) Σύστημα κίνησης
1. Κίνηση κινητήρα Ο κινητήρας είναι μία από τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μεθόδους κίνησης στον βραχίονα ρομπότ. Οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος, οι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος και οι βηματικοί κινητήρες μπορούν όλοι να χρησιμοποιηθούν για την κίνηση της άρθρωσης του βραχίονα ρομπότ. Η κίνηση κινητήρα έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής ακρίβειας ελέγχου, της γρήγορης ταχύτητας απόκρισης και του μεγάλου εύρους ρύθμισης ταχύτητας. Με τον έλεγχο της ταχύτητας και της κατεύθυνσης του κινητήρα, η τροχιά κίνησης του βραχίονα ρομπότ μπορεί να ελεγχθεί με ακρίβεια. Ταυτόχρονα, ο κινητήρας μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με διάφορους μειωτήρες για την αύξηση της ροπής εξόδου για να καλύψει τις ανάγκες του βραχίονα ρομπότ όταν μεταφέρει βαριά αντικείμενα. 2. Υδραυλική κίνηση Η υδραυλική κίνηση χρησιμοποιείται ευρέως σε ορισμένους βραχίονες ρομπότ που απαιτούν μεγάλη ισχύ εξόδου. Το υδραυλικό σύστημα πιέζει το υδραυλικό λάδι μέσω μιας υδραυλικής αντλίας για να ωθήσει τον υδραυλικό κύλινδρο ή τον υδραυλικό κινητήρα σε λειτουργία, συνειδητοποιώντας έτσι την κίνηση του βραχίονα ρομπότ. Η υδραυλική κίνηση έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής ισχύος, της γρήγορης ταχύτητας απόκρισης και της υψηλής αξιοπιστίας. Είναι κατάλληλο για βαριά μπράτσα ρομπότ και περιπτώσεις που απαιτούν γρήγορη δράση. Ωστόσο, το υδραυλικό σύστημα έχει επίσης τα μειονεκτήματα της διαρροής, του υψηλού κόστους συντήρησης και των υψηλών απαιτήσεων για το περιβάλλον εργασίας. 3. Πνευματικός μηχανισμός κίνησης Ο πνευματικός κινητήρας χρησιμοποιεί πεπιεσμένο αέρα ως πηγή ενέργειας για να ωθήσει τους κυλίνδρους και άλλους ενεργοποιητές να λειτουργήσουν. Η πνευματική κίνηση έχει τα πλεονεκτήματα της απλής δομής, του χαμηλού κόστους και της υψηλής ταχύτητας. Είναι κατάλληλο για ορισμένες περιπτώσεις όπου δεν απαιτείται ισχύς και ακρίβεια. Ωστόσο, η ισχύς του πνευματικού συστήματος είναι σχετικά μικρή, η ακρίβεια ελέγχου είναι επίσης χαμηλή και πρέπει να είναι εξοπλισμένο με πηγή πεπιεσμένου αέρα και σχετικά πνευματικά εξαρτήματα.
(III) Σύστημα ελέγχου
1. Ελεγκτής Ο ελεγκτής είναι ο εγκέφαλος του βραχίονα ρομπότ, υπεύθυνος για τη λήψη διαφόρων οδηγιών και τον έλεγχο των ενεργειών του συστήματος κίνησης και της μηχανικής δομής σύμφωνα με τις οδηγίες. Ο ελεγκτής χρησιμοποιεί συνήθως έναν μικροεπεξεργαστή, έναν προγραμματιζόμενο λογικό ελεγκτή (PLC) ή ένα αποκλειστικό τσιπ ελέγχου κίνησης. Μπορεί να επιτύχει ακριβή έλεγχο της θέσης, της ταχύτητας, της επιτάχυνσης και άλλων παραμέτρων του βραχίονα ρομπότ και μπορεί επίσης να επεξεργαστεί τις πληροφορίες που ανατροφοδοτούνται από διάφορους αισθητήρες για να επιτύχει έλεγχο κλειστού βρόχου. Ο ελεγκτής μπορεί να προγραμματιστεί με διάφορους τρόπους, συμπεριλαμβανομένου του γραφικού προγραμματισμού, του προγραμματισμού κειμένου κ.λπ., έτσι ώστε οι χρήστες να μπορούν να προγραμματίζουν και να αποσφαλμματοποιούν σύμφωνα με διαφορετικές ανάγκες. 2. Αισθητήρες Ο αισθητήρας είναι ένα σημαντικό μέρος της αντίληψης του βραχίονα ρομπότ για το εξωτερικό περιβάλλον και τη δική του κατάσταση. Ο αισθητήρας θέσης μπορεί να παρακολουθεί τη θέση κάθε άρθρωσης του βραχίονα ρομπότ σε πραγματικό χρόνο για να διασφαλίσει την ακρίβεια κίνησης του βραχίονα ρομπότ. ο αισθητήρας δύναμης μπορεί να ανιχνεύσει τη δύναμη του βραχίονα ρομπότ όταν πιάνει το αντικείμενο για να αποτρέψει το αντικείμενο να γλιστρήσει ή να υποστεί ζημιά. ο οπτικός αισθητήρας μπορεί να αναγνωρίσει και να εντοπίσει το αντικείμενο εργασίας και να βελτιώσει το επίπεδο νοημοσύνης του βραχίονα ρομπότ. Επιπλέον, υπάρχουν αισθητήρες θερμοκρασίας, αισθητήρες πίεσης κ.λπ., οι οποίοι χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση της κατάστασης λειτουργίας και των περιβαλλοντικών παραμέτρων του βραχίονα ρομπότ.
2. Η ταξινόμηση του βραχίονα ρομπότ ταξινομείται γενικά σύμφωνα με τη δομική μορφή, τον τρόπο οδήγησης και το πεδίο εφαρμογής
(Ι) Ταξινόμηση κατά δομική μορφή
1. Καρτεσιανός βραχίονας ρομπότ συντεταγμένων Ο βραχίονας αυτού του βραχίονα ρομπότ κινείται κατά μήκος των τριών αξόνων συντεταγμένων του ορθογώνιου συστήματος συντεταγμένων, δηλαδή των αξόνων X, Y και Z. Έχει τα πλεονεκτήματα της απλής δομής, του βολικού ελέγχου, της υψηλής ακρίβειας τοποθέτησης κ.λπ., και είναι κατάλληλο για ορισμένες απλές εργασίες χειρισμού, συναρμολόγησης και επεξεργασίας. Ωστόσο, ο χώρος εργασίας του ορθογώνιου βραχίονα ρομπότ συντεταγμένων είναι σχετικά μικρός και η ευελιξία είναι κακή.
2. Κυλινδρικός βραχίονας ρομπότ συντεταγμένων Ο βραχίονας του κυλινδρικού βραχίονα ρομπότ συντεταγμένων αποτελείται από έναν περιστροφικό σύνδεσμο και δύο γραμμικούς συνδέσμους και ο χώρος κίνησής του είναι κυλινδρικός. Έχει τα πλεονεκτήματα της συμπαγούς δομής, του μεγάλου εύρους εργασίας, της ευέλικτης κίνησης κ.λπ., και είναι κατάλληλο για ορισμένες εργασίες μέσης πολυπλοκότητας. Ωστόσο, η ακρίβεια τοποθέτησης του κυλινδρικού βραχίονα ρομπότ συντεταγμένων είναι σχετικά χαμηλή και η δυσκολία ελέγχου είναι σχετικά υψηλή.
3. Σφαιρικός βραχίονας ρομπότ συντεταγμένων Ο βραχίονας του βραχίονα ρομπότ με σφαιρικές συντεταγμένες αποτελείται από δύο περιστροφικούς συνδέσμους και μία γραμμική άρθρωση και ο χώρος κίνησής του είναι σφαιρικός. Έχει τα πλεονεκτήματα της ευέλικτης κίνησης, του μεγάλου εύρους εργασίας και της ικανότητας προσαρμογής σε πολύπλοκα περιβάλλοντα εργασίας. Είναι κατάλληλο για ορισμένες εργασίες που απαιτούν υψηλή ακρίβεια και υψηλή ευελιξία. Ωστόσο, η δομή του βραχίονα ρομπότ με σφαιρικές συντεταγμένες είναι πολύπλοκη, η δυσκολία ελέγχου είναι μεγάλη και το κόστος είναι επίσης υψηλό.
4. Αρθρωτός βραχίονας ρομπότ Ο αρθρωτός βραχίονας ρομπότ μιμείται τη δομή του ανθρώπινου βραχίονα, αποτελείται από πολλαπλές περιστροφικές αρθρώσεις και μπορεί να επιτύχει διάφορες κινήσεις παρόμοιες με τον ανθρώπινο βραχίονα. Έχει τα πλεονεκτήματα της ευέλικτης κίνησης, του μεγάλου εύρους εργασίας και της ικανότητας προσαρμογής σε πολύπλοκα περιβάλλοντα εργασίας. Αυτή τη στιγμή είναι ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος τύπος ρομποτικού βραχίονα.
Ωστόσο, ο έλεγχος των αρθρωτών ρομποτικών βραχιόνων είναι δύσκολος και απαιτεί υψηλή τεχνολογία προγραμματισμού και εντοπισμού σφαλμάτων.
(II) Ταξινόμηση κατά τρόπο λειτουργίας οδήγησης
1. Ηλεκτρικοί ρομποτικοί βραχίονες Οι ηλεκτρικοί ρομποτικοί βραχίονες χρησιμοποιούν κινητήρες ως συσκευές κίνησης, οι οποίοι έχουν τα πλεονεκτήματα της υψηλής ακρίβειας ελέγχου, της γρήγορης ταχύτητας απόκρισης και του χαμηλού θορύβου. Είναι κατάλληλο για ορισμένες περιπτώσεις με υψηλές απαιτήσεις ακρίβειας και ταχύτητας, όπως η ηλεκτρονική κατασκευή, ο ιατρικός εξοπλισμός και άλλες βιομηχανίες. 2. Υδραυλικοί ρομποτικοί βραχίονες Οι υδραυλικοί ρομποτικοί βραχίονες χρησιμοποιούν συσκευές υδραυλικής κίνησης, οι οποίες έχουν τα πλεονεκτήματα της υψηλής ισχύος, της υψηλής αξιοπιστίας και της ισχυρής προσαρμοστικότητας. Είναι κατάλληλο για ορισμένους βαρείς ρομποτικούς βραχίονες και περιστάσεις που απαιτούν μεγάλη απόδοση ισχύος, όπως οι κατασκευές, οι εξορύξεις και άλλες βιομηχανίες. 3. Πνευματικοί ρομποτικοί βραχίονες Οι πνευματικοί ρομποτικοί βραχίονες χρησιμοποιούν συσκευές πνευματικής κίνησης, οι οποίες έχουν τα πλεονεκτήματα της απλής δομής, του χαμηλού κόστους και της υψηλής ταχύτητας. Είναι κατάλληλο για ορισμένες περιπτώσεις που δεν απαιτούν υψηλή ισχύ και ακρίβεια, όπως η συσκευασία, η εκτύπωση και άλλες βιομηχανίες.
(III) Ταξινόμηση ανά πεδίο εφαρμογής
1. Βιομηχανικοί ρομποτικοί βραχίονες Οι βιομηχανικοί ρομποτικοί βραχίονες χρησιμοποιούνται κυρίως σε τομείς βιομηχανικής παραγωγής, όπως η αυτοκινητοβιομηχανία, η κατασκευή ηλεκτρονικών προϊόντων και η μηχανική επεξεργασία. Μπορεί να πραγματοποιήσει αυτοματοποιημένη παραγωγή, να βελτιώσει την αποδοτικότητα της παραγωγής και την ποιότητα των προϊόντων. 2. Ρομποτικός βραχίονας υπηρεσίας Ο ρομποτικός βραχίονας υπηρεσίας χρησιμοποιείται κυρίως σε βιομηχανίες υπηρεσιών, όπως ιατρικές υπηρεσίες, τροφοδοσία, οικιακές υπηρεσίες κ.λπ. Μπορεί να παρέχει στους ανθρώπους διάφορες υπηρεσίες, όπως νοσηλεία, παράδοση γευμάτων, καθαρισμός κ.λπ.
Οι αλλαγές που επιφέρουν οι ρομποτικοί βραχίονες στη βιομηχανική παραγωγή δεν είναι μόνο η αυτοματοποίηση και η αποτελεσματικότητα των λειτουργιών, αλλά και το συνοδευτικό σύγχρονο μοντέλο διαχείρισης έχει αλλάξει σε μεγάλο βαθμό τις μεθόδους παραγωγής και την ανταγωνιστικότητα των επιχειρήσεων στην αγορά. Η εφαρμογή ρομποτικών βραχιόνων είναι μια καλή ευκαιρία για τις επιχειρήσεις να προσαρμόσουν τη βιομηχανική τους δομή και να αναβαθμίσουν και να μεταμορφωθούν.
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-24-2024
