Robotarmen er den vanligste robottypen i moderne industriroboter. Den kan imitere visse bevegelser og funksjoner til menneskelige hender og armer, og kan gripe, bære gjenstander eller betjene spesifikke verktøy gjennom faste programmer. Det er den mest brukte automatiseringsenheten innen robotikk. Formene er forskjellige, men de har alle et fellestrekk, som er at de kan akseptere instruksjoner og nøyaktig lokalisere til et hvilket som helst punkt i tredimensjonalt (todimensjonalt) rom for å utføre operasjoner. Dens egenskaper er at den kan fullføre ulike forventede operasjoner gjennom programmering, og dens struktur og ytelse kombinerer fordelene til både mennesker og mekaniske maskiner. Det kan erstatte menneskelig tungt arbeid for å realisere mekanisering og automatisering av produksjonen, og kan operere i skadelige miljøer for å beskytte personlig sikkerhet. Derfor er det mye brukt i maskinproduksjon, elektronikk, lett industri og atomenergi.
1. Vanlige robotarmer består hovedsakelig av tre deler: hoveddelen, drivmekanismen og kontrollsystemet
(I) Mekanisk struktur
1. Flykroppen til robotarmen er den grunnleggende støttedelen av hele enheten, vanligvis laget av solide og slitesterke metallmaterialer. Den skal ikke bare kunne motstå de ulike kreftene og momentene som genereres av robotarmen under arbeid, men også gi en stabil monteringsposisjon for andre komponenter. Designet må ta hensyn til balanse, stabilitet og tilpasningsevne til arbeidsmiljøet. 2. Arm Robotens arm er nøkkeldelen for å oppnå ulike handlinger. Den består av en serie koblingsstenger og ledd. Gjennom rotasjonen av leddene og bevegelsen av forbindelsesstengene kan armen oppnå bevegelse i flere frihetsgrader i rommet. Skjøtene drives vanligvis av høypresisjonsmotorer, reduksjonsgir eller hydrauliske drivenheter for å sikre bevegelsesnøyaktigheten og hastigheten til armen. Samtidig må armens materiale ha egenskapene til høy styrke og lett vekt for å møte behovene til rask bevegelse og bæring av tunge gjenstander. 3. Endeeffektor Dette er den delen av robotarmen som kommer i direkte kontakt med arbeidsobjektet, og funksjonen ligner på en menneskehånd. Det finnes mange typer endeeffektorer, og de vanlige er gripere, sugekopper, sprøytepistoler osv. Griperen kan tilpasses etter formen og størrelsen på objektet og brukes til å gripe gjenstander av ulike former; sugekoppen bruker undertrykksprinsippet for å absorbere gjenstanden og er egnet for gjenstander med flate overflater; sprøytepistolen kan brukes til sprøyting, sveising og andre operasjoner.
(II) Drivsystem
1. Motordrift Motoren er en av de mest brukte drivmetodene i robotarmen. DC-motorer, AC-motorer og trinnmotorer kan alle brukes til å drive leddbevegelsen til robotarmen. Motordrift har fordelene med høy kontrollnøyaktighet, rask responshastighet og bredt hastighetsreguleringsområde. Ved å kontrollere hastigheten og retningen til motoren, kan bevegelsesbanen til robotarmen kontrolleres nøyaktig. Samtidig kan motoren også brukes i forbindelse med ulike reduksjonsgir for å øke utgangsmomentet for å møte behovene til robotarmen når du bærer tunge gjenstander. 2. Hydraulisk drivverk Hydraulisk drivverk er mye brukt i enkelte robotarmer som krever stor effekt. Hydraulikksystemet setter hydraulikkoljen under trykk gjennom en hydraulisk pumpe for å drive den hydrauliske sylinderen eller hydraulikkmotoren til arbeid, og derved realisere bevegelsen til robotarmen. Hydraulisk drift har fordelene med høy effekt, rask responshastighet og høy pålitelighet. Den passer for noen tunge robotarmer og anledninger som krever rask handling. Det hydrauliske systemet har imidlertid også ulempene med lekkasje, høye vedlikeholdskostnader og høye krav til arbeidsmiljøet. 3. Pneumatisk drift Pneumatisk drift bruker trykkluft som kraftkilde for å drive sylindre og andre aktuatorer til arbeid. Pneumatisk drift har fordelene med enkel struktur, lav pris og høy hastighet. Den passer for noen anledninger der kraft og presisjon ikke er nødvendig. Imidlertid er kraften til det pneumatiske systemet relativt liten, kontrollnøyaktigheten er også lav, og den må utstyres med en trykkluftkilde og tilhørende pneumatiske komponenter.
(III) Kontrollsystem
1. Kontroller Kontrolleren er hjernen til robotarmen, ansvarlig for å motta ulike instruksjoner og kontrollere handlingene til drivsystemet og den mekaniske strukturen i henhold til instruksjonene. Kontrolleren bruker vanligvis en mikroprosessor, en programmerbar logisk kontroller (PLC) eller en dedikert bevegelseskontrollbrikke. Den kan oppnå presis kontroll av posisjonen, hastigheten, akselerasjonen og andre parametere til robotarmen, og kan også behandle informasjonen som er matet tilbake av ulike sensorer for å oppnå kontroll med lukket sløyfe. Kontrolleren kan programmeres på en rekke måter, inkludert grafisk programmering, tekstprogrammering, etc., slik at brukere kan programmere og feilsøke etter ulike behov. 2. Sensorer Sensoren er en viktig del av robotarmens oppfatning av det ytre miljø og sin egen tilstand. Posisjonssensoren kan overvåke posisjonen til hvert ledd i robotarmen i sanntid for å sikre bevegelsesnøyaktigheten til robotarmen; kraftsensoren kan oppdage kraften til robotarmen når den griper gjenstanden for å forhindre at gjenstanden glir eller blir skadet; den visuelle sensoren kan gjenkjenne og lokalisere arbeidsobjektet og forbedre intelligensnivået til robotarmen. I tillegg kommer temperatursensorer, trykksensorer etc. som brukes til å overvåke arbeidsstatus og miljøparametere til robotarmen.
2. Klassifiseringen av robotarmen er generelt klassifisert i henhold til den strukturelle formen, kjøremodusen og bruksområdet
(I) Klassifisering etter strukturell form
1. Kartesisk koordinatrobotarm Armen til denne robotarmen beveger seg langs de tre koordinataksene til det rektangulære koordinatsystemet, nemlig X-, Y- og Z-aksene. Den har fordelene med enkel struktur, praktisk kontroll, høy posisjoneringsnøyaktighet, etc., og er egnet for noen enkle håndterings-, monterings- og prosesseringsoppgaver. Arbeidsrommet til den rektangulære koordinatrobotarmen er imidlertid relativt liten og fleksibiliteten er dårlig.
2. Sylindrisk koordinatrobotarm Armen til den sylindriske koordinatrobotarmen består av et roterende ledd og to lineære ledd, og dets bevegelsesrom er sylindrisk. Den har fordelene med kompakt struktur, stort arbeidsområde, fleksibel bevegelse, etc., og er egnet for enkelte oppgaver med middels kompleksitet. Imidlertid er posisjoneringsnøyaktigheten til den sylindriske koordinatrobotarmen relativt lav, og kontrollvanskeligheten er relativt høy.
3. Sfærisk koordinat robotarm Armen til den sfæriske koordinatrobotarmen består av to roterende ledd og ett lineært ledd, og bevegelsesrommet er sfærisk. Den har fordelene med fleksibel bevegelse, stort arbeidsområde og evne til å tilpasse seg komplekse arbeidsmiljøer. Den egner seg for noen oppgaver som krever høy presisjon og høy fleksibilitet. Strukturen til den sfæriske koordinatrobotarmen er imidlertid kompleks, kontrollvanskeligheten er stor, og kostnadene er også høye.
4. Leddet robotarm Den leddede robotarmen imiterer strukturen til menneskearmen, består av flere roterende ledd, og kan oppnå ulike bevegelser som ligner på menneskearmen. Den har fordelene med fleksibel bevegelse, stort arbeidsområde og evne til å tilpasse seg komplekse arbeidsmiljøer. Det er for tiden den mest brukte typen robotarm.
Imidlertid er kontrollen av leddede robotarmer vanskelig og krever høy programmerings- og feilsøkingsteknologi.
(II) Klassifisering etter kjøremodus
1. Elektriske robotarmer Elektriske robotarmer bruker motorer som drivenheter, som har fordelene med høy kontrollnøyaktighet, rask responshastighet og lav støy. Den er egnet for noen anledninger med høye krav til nøyaktighet og hastighet, som for eksempel elektronisk produksjon, medisinsk utstyr og andre industrier. 2. Hydrauliske robotarmer Hydrauliske robotarmer bruker hydrauliske drivenheter, som har fordelene med høy effekt, høy pålitelighet og sterk tilpasningsevne. Den er egnet for noen tunge robotarmer og anledninger som krever stor kraftproduksjon, for eksempel konstruksjon, gruvedrift og andre industrier. 3. Pneumatiske robotarmer Pneumatiske robotarmer bruker pneumatiske drivenheter, som har fordelene med enkel struktur, lav pris og høy hastighet. Den er egnet for noen anledninger som ikke krever høy kraft og nøyaktighet, for eksempel emballasje, trykking og andre industrier.
(III) Klassifisering etter bruksfelt
1. Industrielle robotarmer Industrielle robotarmer brukes hovedsakelig i industrielle produksjonsfelt, som for eksempel bilproduksjon, produksjon av elektroniske produkter og mekanisk prosessering. Det kan realisere automatisert produksjon, forbedre produksjonseffektiviteten og produktkvaliteten. 2. Tjenesterobotarm Tjenesterobotarm brukes hovedsakelig i tjenestenæringer, som medisinsk, catering, hjemmetjenester osv. Den kan gi folk ulike tjenester, som pleie, levering av måltider, rengjøring osv. 3. Spesialrobotarm Spesiell robotarm brukes hovedsakelig i enkelte spesialfelt, som romfart, militær, dyphavsutforskning, osv. Den trenger å ha spesielle ytelseskrav og tilpasset arbeidsmiljøer.
Endringene som robotarmer bringer til industriell produksjonsproduksjon er ikke bare automatisering og effektivitet av operasjoner, men også den medfølgende moderne styringsmodellen har i stor grad endret produksjonsmetodene og markedskonkurranseevnen til bedrifter. Bruken av robotarmer er en god mulighet for bedrifter til å justere sin industrielle struktur og oppgradere og transformere.
Innleggstid: 24. september 2024
