Ramię robota jest najczęstszym typem robota w nowoczesnych robotach przemysłowych. Może naśladować pewne ruchy i funkcje ludzkich rąk i ramion, a także może chwytać, przenosić przedmioty lub obsługiwać określone narzędzia za pomocą stałych programów. Jest to najszerzej stosowane urządzenie automatyki w dziedzinie robotyki. Jego formy są różne, ale wszystkie mają wspólną cechę, którą jest to, że mogą przyjmować instrukcje i dokładnie lokalizować się w dowolnym punkcie w trójwymiarowej (dwuwymiarowej) przestrzeni, aby wykonywać operacje. Jego cechy charakterystyczne to to, że może wykonywać różne oczekiwane operacje za pomocą programowania, a jego struktura i wydajność łączą zalety zarówno ludzi, jak i maszyn mechanicznych. Może zastąpić ciężką pracę człowieka w celu realizacji mechanizacji i automatyzacji produkcji i może działać w szkodliwych środowiskach w celu ochrony bezpieczeństwa osobistego. Dlatego jest szeroko stosowany w produkcji maszyn, elektronice, przemyśle lekkim i energetyce atomowej.
1. Typowe ramiona robota składają się głównie z trzech części: korpusu głównego, mechanizmu napędowego i układu sterowania.
(I) Struktura mechaniczna
1. Kadłub ramienia robota jest podstawową częścią nośną całego urządzenia, zwykle wykonaną z wytrzymałych i trwałych materiałów metalowych. Musi nie tylko wytrzymać różne siły i momenty obrotowe generowane przez ramię robota podczas pracy, ale także zapewnić stabilną pozycję montażową dla innych komponentów. Jego konstrukcja musi uwzględniać równowagę, stabilność i zdolność adaptacji do środowiska pracy. 2. Ramię Ramię robota jest kluczową częścią do wykonywania różnych czynności. Składa się z szeregu korbowodów i połączeń. Poprzez obrót połączeń i ruch korbowodów ramię może osiągnąć wielostopniowy ruch w przestrzeni. Połączenia są zwykle napędzane przez silniki o wysokiej precyzji, reduktory lub urządzenia napędowe hydrauliczne, aby zapewnić dokładność ruchu i prędkość ramienia. Jednocześnie materiał ramienia musi mieć cechy wysokiej wytrzymałości i lekkości, aby sprostać potrzebom szybkiego ruchu i przenoszenia ciężkich przedmiotów. 3. Efektor końcowy Jest to część ramienia robota, która bezpośrednio styka się z przedmiotem roboczym, a jej funkcja jest podobna do funkcji ludzkiej ręki. Istnieje wiele rodzajów chwytaków, a najpopularniejsze z nich to chwytaki, przyssawki, pistolety natryskowe itp. Chwytak można dostosować do kształtu i rozmiaru obiektu i służy on do chwytania obiektów o różnych kształtach; przyssawka wykorzystuje zasadę podciśnienia do pochłaniania obiektu i nadaje się do obiektów o płaskich powierzchniach; pistolet natryskowy można stosować do natryskiwania, spawania i innych operacji.
(II) Układ napędowy
1. Napęd silnikowy Silnik jest jedną z najczęściej stosowanych metod napędu w ramieniu robota. Silniki prądu stałego, silniki prądu przemiennego i silniki krokowe mogą być używane do napędzania ruchu stawów ramienia robota. Napęd silnikowy ma zalety wysokiej dokładności sterowania, szybkiej prędkości reakcji i szerokiego zakresu regulacji prędkości. Kontrolując prędkość i kierunek silnika, można dokładnie kontrolować trajektorię ruchu ramienia robota. Jednocześnie silnik może być również używany w połączeniu z różnymi reduktorami w celu zwiększenia momentu obrotowego wyjściowego, aby sprostać potrzebom ramienia robota podczas przenoszenia ciężkich przedmiotów. 2. Napęd hydrauliczny Napęd hydrauliczny jest szeroko stosowany w niektórych ramionach robota, które wymagają dużej mocy wyjściowej. Układ hydrauliczny spręża olej hydrauliczny przez pompę hydrauliczną, aby napędzać cylinder hydrauliczny lub silnik hydrauliczny do pracy, realizując w ten sposób ruch ramienia robota. Napęd hydrauliczny ma zalety dużej mocy, szybkiej prędkości reakcji i wysokiej niezawodności. Nadaje się do niektórych ciężkich ramion robota i sytuacji, które wymagają szybkiego działania. Jednak układ hydrauliczny ma również wady w postaci wycieków, wysokich kosztów konserwacji i wysokich wymagań dotyczących środowiska pracy. 3. Napęd pneumatyczny Napęd pneumatyczny wykorzystuje sprężone powietrze jako źródło zasilania do napędzania cylindrów i innych siłowników. Napęd pneumatyczny ma zalety prostej konstrukcji, niskich kosztów i dużej prędkości. Nadaje się do niektórych sytuacji, w których nie są wymagane moc i precyzja. Jednak moc układu pneumatycznego jest stosunkowo niewielka, dokładność sterowania jest również niska i musi być wyposażony w źródło sprężonego powietrza i powiązane elementy pneumatyczne.
(III) Układ sterowania
1. Kontroler Kontroler jest mózgiem ramienia robota, odpowiedzialnym za odbieranie różnych instrukcji i kontrolowanie działań układu napędowego i struktury mechanicznej zgodnie z instrukcjami. Kontroler zwykle wykorzystuje mikroprocesor, programowalny sterownik logiczny (PLC) lub dedykowany układ sterowania ruchem. Może on osiągnąć precyzyjną kontrolę położenia, prędkości, przyspieszenia i innych parametrów ramienia robota, a także może przetwarzać informacje przekazywane z powrotem przez różne czujniki w celu uzyskania sterowania w pętli zamkniętej. Kontroler można zaprogramować na wiele sposobów, w tym programowanie graficzne, programowanie tekstowe itp., dzięki czemu użytkownicy mogą programować i debugować zgodnie z różnymi potrzebami. 2. Czujniki Czujnik jest ważną częścią percepcji środowiska zewnętrznego i własnego stanu przez ramię robota. Czujnik położenia może monitorować położenie każdego stawu ramienia robota w czasie rzeczywistym, aby zapewnić dokładność ruchu ramienia robota; czujnik siły może wykryć siłę ramienia robota podczas chwytania obiektu, aby zapobiec jego ześlizgnięciu się lub uszkodzeniu; czujnik wizualny może rozpoznać i zlokalizować obiekt roboczy oraz poprawić poziom inteligencji ramienia robota. Ponadto znajdują się tam czujniki temperatury, czujniki ciśnienia itp., które służą do monitorowania stanu pracy i parametrów środowiskowych ramienia robota.
2. Klasyfikacja ramienia robota jest ogólnie klasyfikowana według formy konstrukcyjnej, trybu jazdy i pola zastosowania.
(I) Klasyfikacja według formy strukturalnej
1. Ramię robota o współrzędnych kartezjańskich Ramię tego ramienia robota porusza się wzdłuż trzech osi współrzędnych prostokątnego układu współrzędnych, a mianowicie osi X, Y i Z. Ma zalety prostej struktury, wygodnego sterowania, wysokiej dokładności pozycjonowania itp. i nadaje się do niektórych prostych zadań związanych z obsługą, montażem i przetwarzaniem. Jednak przestrzeń robocza ramienia robota o współrzędnych prostokątnych jest stosunkowo mała, a elastyczność jest słaba.
2. Cylindryczne ramię robota współrzędnych Ramię cylindrycznego ramienia robota współrzędnych składa się ze stawu obrotowego i dwóch liniowych stawów, a jego przestrzeń ruchu jest cylindryczna. Ma zalety zwartej struktury, dużego zakresu roboczego, elastycznego ruchu itp. i nadaje się do niektórych zadań o średniej złożoności. Jednak dokładność pozycjonowania cylindrycznego ramienia robota współrzędnych jest stosunkowo niska, a trudność sterowania jest stosunkowo wysoka.
3. Sferyczne ramię robota współrzędnych Ramię sferycznego ramienia robota współrzędnych składa się z dwóch obrotowych stawów i jednego liniowego stawu, a jego przestrzeń ruchu jest sferyczna. Ma zalety elastycznego ruchu, dużego zakresu roboczego i zdolności do adaptacji do złożonych środowisk pracy. Nadaje się do niektórych zadań, które wymagają wysokiej precyzji i wysokiej elastyczności. Jednak struktura sferycznego ramienia robota współrzędnych jest złożona, trudność sterowania jest duża, a koszt jest również wysoki.
4. Przegubowe ramię robota Przegubowe ramię robota imituje strukturę ludzkiego ramienia, składa się z wielu obrotowych stawów i może wykonywać różne ruchy podobne do ludzkiego ramienia. Ma zalety elastycznego ruchu, dużego zakresu roboczego i zdolności do adaptacji do złożonych środowisk pracy. Jest to obecnie najszerzej stosowany typ ramienia robota.
Jednakże sterowanie przegubowymi ramionami robotów jest trudne i wymaga zaawansowanej technologii programowania i debugowania.
(II) Klasyfikacja według trybu jazdy
1. Elektryczne ramiona robota Elektryczne ramiona robota wykorzystują silniki jako urządzenia napędowe, które mają zalety wysokiej dokładności sterowania, szybkiej szybkości reakcji i niskiego poziomu hałasu. Nadaje się do niektórych okazji, w których występują wysokie wymagania dotyczące dokładności i szybkości, takich jak produkcja elektroniki, sprzęt medyczny i inne branże. 2. Hydrauliczne ramiona robota Hydrauliczne ramiona robota wykorzystują hydrauliczne urządzenia napędowe, które mają zalety dużej mocy, wysokiej niezawodności i dużej adaptowalności. Nadaje się do niektórych ciężkich ramion robota i okazji, w których wymagana jest duża moc wyjściowa, takich jak budownictwo, górnictwo i inne branże. 3. Pneumatyczne ramiona robota Pneumatyczne ramiona robota wykorzystują pneumatyczne urządzenia napędowe, które mają zalety prostej konstrukcji, niskich kosztów i dużej prędkości. Nadaje się do niektórych okazji, w których nie jest wymagana duża moc i dokładność, takich jak pakowanie, drukowanie i inne branże.
(III) Klasyfikacja według obszaru zastosowania
1. Ramiona robota przemysłowego Ramiona robota przemysłowego są głównie używane w przemysłowych dziedzinach produkcji, takich jak produkcja samochodów, produkcja produktów elektronicznych i obróbka mechaniczna. Mogą realizować zautomatyzowaną produkcję, zwiększać wydajność produkcji i jakość produktu. 2. Ramię robota usługowego Ramię robota usługowego jest głównie używane w branżach usługowych, takich jak medycyna, gastronomia, usługi domowe itp. Może świadczyć ludziom różne usługi, takie jak pielęgniarstwo, dostarczanie posiłków, sprzątanie itp. 3. Specjalne ramię robota Specjalne ramię robota jest głównie używane w niektórych specjalnych dziedzinach, takich jak lotnictwo, wojsko, eksploracja głębin morskich itp. Musi mieć specjalną wydajność i funkcje, aby dostosować się do złożonych środowisk pracy i wymagań zadań.
Zmiany, jakie ramiona robotyczne wnoszą do produkcji przemysłowej, to nie tylko automatyzacja i wydajność operacji, ale także towarzyszący im nowoczesny model zarządzania, który znacznie zmienił metody produkcji i konkurencyjność rynkową przedsiębiorstw. Zastosowanie ramion robotycznych to dobra okazja dla przedsiębiorstw do dostosowania ich struktury przemysłowej oraz modernizacji i transformacji.
Czas publikacji: 24-09-2024
