Odată cu dezvoltarea rapidă a industriei robotice, roboții industriali au fost utilizați pe scară largă în diverse industrii, de la manipularea materialelor la întreținerea mașinilor, de la sudare la tăiere, de la asamblare la pulverizare. Am descoperit că acești roboți industriali au forme și performanțe funcționale diferite. Deci, ce determină flexibilitatea și gama de activitate a roboților industriali? Această problemă este destul de complexă, dar există un factor cheie care determină în mare măsură flexibilitatea și gama de mișcare a roboților, care este gradul de libertate al roboților industriali, cunoscut în mod obișnuit sub numele de numărul de axe.
Care sunt gradele de libertate ale roboților industriali?
Folosit de obicei ca indicator tehnic pentru roboți, reflectă flexibilitatea acțiunilor robotului și poate fi reprezentat de numărul de mișcări liniare, balansări sau rotații ale axei. Numărul de articulații pe care un mecanism de robot le poate mișca în mod independent se numește gradul de libertate al mecanismului robot, prescurtat ca Degree of Freedom, care este abreviat ca DOF. Metoda actuală de control utilizată de roboții industriali este de a trata fiecare articulație de pe brațul robotizat ca un mecanism servo separat, adică fiecare axă corespunde unui server, iar fiecare server este controlat printr-o magistrală, care este controlată și coordonată de controler. .
IS08373 explică roboții industriali după cum urmează: "Roboții au funcții de control automat, reprogramabilitate și multifuncțional. Operatorul robotului are trei sau mai multe axe programabile. În aplicațiile de automatizare industrială, baza robotului poate fi fixă sau mobilă. Se poate observa că numărul de axe ale roboților industriali este un indicator tehnic important.
Aplicarea roboților cu diferite grade de libertate în industrie
Numărul de axe ale robotului determină gradul de libertate al acestuia. Este mai bine să ai mai multe grade de libertate? Cu cât sunt mai multe grade de libertate, cu atât este mai aproape de funcția de acțiune a mâinii umane și cu atât este mai bună versatilitatea acesteia; Cu toate acestea, cu cât sunt mai multe grade de libertate, cu atât structura este mai complexă și cu atât cerințele generale pentru roboți sunt mai mari, ceea ce este o contradicție în proiectarea roboților. Pe măsură ce numărul de axe crește, crește și flexibilitatea robotului. Cu toate acestea, în aplicațiile industriale actuale, cei mai des utilizați sunt roboții industriali cu trei axe, patru axe, braț dublu cu cinci axe și roboți industriali cu șase axe, iar selecția numărului de axe depinde de obicei de aplicația specifică. Acest lucru se datorează faptului că în unele aplicații nu este necesară o flexibilitate ridicată, în timp ce roboții cu trei și patru axe au o rentabilitate mai mare, iar roboții cu trei și patru axe au, de asemenea, avantaje semnificative în ceea ce privește viteza. Dacă este vorba doar pentru anumite aplicații simple, cum ar fi alegerea și plasarea pieselor între benzile transportoare, atunci un robot cu patru axe este suficient. Dacă robotul trebuie să lucreze într-un spațiu îngust și brațul robotizat trebuie să se răsucească și să se inverseze, un robot cu șase sau șapte axe este cea mai bună alegere.
În prezent, roboții cu șase axe sunt cei mai folosiți în domeniul industrial. Un robot industrial cu șase articulații este foarte asemănător cu un braț uman, cu părți echivalente cu umerii, coatele și încheieturile mâinii. „Umerii” săi sunt de obicei instalați pe o structură de bază fixă. Funcția unui braț uman este de a muta mâna în diferite poziții, în timp ce funcția unui robot cu șase axe este de a deplasa efectorul final și de a instala diverse dispozitive de acționare potrivite pentru scenarii de aplicare specifice la capătul brațului robotizat, cum ar fi prinderile, lămpi de pulverizare, burghie și pulverizatoare, pentru a îndeplini diferite sarcini de lucru.
Recent, diverși producători de roboți au lansat cei mai noi roboți colaborativi om-mașină, aproape toți care folosesc roboți industriali redundanți cu șapte axe. Producătorii de roboți de renume internațional au depus eforturi pentru a lansa noi produse pentru roboți cu șapte axe, pentru a se ocupa de noua piață de vârf. Cu toate acestea, în comparație cu roboții industriali tradiționali cu patru și șase axe, diferența dintre tipurile de produse și proporția vânzărilor este în prezent foarte semnificativă.
Tendința de dezvoltare a roboților cu grad redundant de libertate
Șase grade de libertate reprezintă numărul minim de grade de libertate care au capacitatea de a finaliza poziționarea spațială. Roboții cu mai mult de șase axe sunt denumiți în mod colectiv roboți cu grade redundanți de libertate. Cercetarea cinematicii robotului își propune să rezolve mișcarea sau rotația fiecărei articulații atunci când efectorul final al manipulatorului robot atinge o anumită poziție în spațiu, care este piatra de temelie și cheia întregii robotici. Odată cu dezvoltarea rapidă a civilizației umane, roboții sunt obligați să îndeplinească sarcini în multe medii industriale, de mare altitudine, de adâncime, deșeuri nucleare și medii de lucru periculoase. Acest lucru impune cerințe mai mari privind fiabilitatea, operabilitatea și inteligența controlului mișcării robotului. În viitor, pe măsură ce precizia sa continuă să crească, roboții redundanți cu gradul de libertate vor avea mai multe avantaje în evitarea obstacolelor, depășirea punctelor singulare, flexibilitatea și toleranța la erori. În fața unor medii de lucru complexe și a cerințelor de muncă în continuă schimbare, roboții industriali cu grad redundant de libertate vor avea mai multe locuri de utilizat. Cred că în viitorul apropiat va înlocui munca manuală pentru operații mai precise.