Robotarmen är den vanligaste typen av robot i moderna industrirobotar. Den kan imitera vissa rörelser och funktioner hos mänskliga händer och armar, och kan greppa, bära föremål eller använda specifika verktyg genom fasta program. Det är den mest använda automationsanordningen inom robotteknik. Dess former är olika, men de har alla ett gemensamt drag, vilket är att de kan acceptera instruktioner och exakt lokalisera till vilken punkt som helst i tredimensionellt (tvådimensionellt) utrymme för att utföra operationer. Dess egenskaper är att den kan utföra olika förväntade operationer genom programmering, och dess struktur och prestanda kombinerar fördelarna med både människor och mekaniska maskiner. Det kan ersätta mänskligt tungt arbete för att förverkliga mekanisering och automatisering av produktionen och kan arbeta i skadliga miljöer för att skydda personlig säkerhet. Därför används det i stor utsträckning inom maskintillverkning, elektronik, lätt industri och atomenergi.
1. Vanliga robotarmar består huvudsakligen av tre delar: huvudkroppen, drivmekanismen och styrsystemet
(I) Mekanisk struktur
1. Robotarmens flygkropp är den grundläggande stöddelen av hela enheten, vanligtvis gjord av robusta och hållbara metallmaterial. Den ska inte bara klara av de olika krafter och vridmoment som genereras av robotarmen under arbete, utan även ge en stabil monteringsposition för övriga komponenter. Dess design måste ta hänsyn till balans, stabilitet och anpassningsförmåga till arbetsmiljön. 2. Arm Robotens arm är nyckeln för att utföra olika åtgärder. Den består av en serie vevstakar och leder. Genom rotationen av lederna och vevstängernas rörelse kan armen uppnå rörelse i flera frihetsgrader i rymden. Lederna drivs vanligtvis av högprecisionsmotorer, reducerare eller hydrauliska drivanordningar för att säkerställa armens rörelsenoggrannhet och hastighet. Samtidigt måste armens material ha egenskaperna hög styrka och lätt vikt för att möta behoven av snabb rörelse och bärande av tunga föremål. 3. Ändeffektor Detta är den del av robotarmen som kommer i direkt kontakt med arbetsobjektet och dess funktion liknar den för en mänsklig hand. Det finns många typer av ändeffektorer, och de vanliga är gripdon, sugkoppar, sprutpistoler etc. Griparen kan anpassas efter föremålets form och storlek och används för att ta tag i föremål av olika former; sugkoppen använder undertrycksprincipen för att absorbera föremålet och är lämplig för föremål med plana ytor; sprutpistolen kan användas för sprutning, svetsning och andra operationer.
(II) Drivsystem
1. Motordrift Motorn är en av de mest använda drivmetoderna i robotarmen. Likströmsmotorer, växelströmsmotorer och stegmotorer kan alla användas för att driva robotarmens ledrörelse. Motordrift har fördelarna med hög kontrollnoggrannhet, snabb svarshastighet och brett hastighetsregleringsområde. Genom att kontrollera motorns hastighet och riktning kan robotarmens rörelsebana kontrolleras exakt. Samtidigt kan motorn också användas i kombination med olika reducerare för att öka utgående vridmoment för att möta robotarmens behov vid transport av tunga föremål. 2. Hydraulisk drivning Hydraulisk drivning används ofta i vissa robotarmar som kräver stor effekt. Hydraulsystemet trycksätter hydrauloljan genom en hydraulpump för att driva hydraulcylindern eller hydraulmotorn att fungera och därigenom realisera robotarmens rörelse. Hydraulisk drivning har fördelarna med hög effekt, snabb svarshastighet och hög tillförlitlighet. Den är lämplig för vissa tunga robotarmar och tillfällen som kräver snabba åtgärder. Hydraulsystemet har dock också nackdelarna med läckage, höga underhållskostnader och höga krav på arbetsmiljön. 3. Pneumatisk drivning Pneumatisk drivning använder tryckluft som kraftkälla för att driva cylindrar och andra ställdon att fungera. Pneumatisk drivning har fördelarna med enkel struktur, låg kostnad och hög hastighet. Den är lämplig för vissa tillfällen där kraft och precision inte krävs. Det pneumatiska systemets kraft är dock relativt liten, kontrollnoggrannheten är också låg och den måste vara utrustad med en tryckluftskälla och relaterade pneumatiska komponenter.
(III) Styrsystem
1. Styrenhet Regulatorn är robotarmens hjärna, ansvarig för att ta emot olika instruktioner och styra drivsystemets och den mekaniska strukturens handlingar enligt instruktionerna. Styrenheten använder vanligtvis en mikroprocessor, en programmerbar logisk styrenhet (PLC) eller ett dedikerat rörelsekontrollchip. Den kan uppnå exakt kontroll av robotarmens position, hastighet, acceleration och andra parametrar, och kan också bearbeta informationen som återkopplas av olika sensorer för att uppnå kontroll med sluten slinga. Styrenheten kan programmeras på en mängd olika sätt, inklusive grafisk programmering, textprogrammering etc. så att användare kan programmera och felsöka efter olika behov. 2. Sensorer Sensorn är en viktig del av robotarmens uppfattning om den yttre miljön och dess eget tillstånd. Positionssensorn kan övervaka positionen för varje led i robotarmen i realtid för att säkerställa robotarmens rörelsenoggrannhet; kraftsensorn kan upptäcka kraften från robotarmen när den griper föremålet för att förhindra att föremålet glider eller skadas; den visuella sensorn kan känna igen och lokalisera arbetsobjektet och förbättra robotarmens intelligensnivå. Dessutom finns temperatursensorer, trycksensorer etc. som används för att övervaka robotarmens arbetsstatus och miljöparametrar.
2. Klassificeringen av robotarmen är i allmänhet klassificerad enligt strukturell form, körläge och användningsområde
(I) Klassificering efter strukturell form
1. Kartesisk koordinatrobotarm Armen på denna robotarm rör sig längs de tre koordinataxlarna i det rektangulära koordinatsystemet, nämligen X-, Y- och Z-axlarna. Den har fördelarna med enkel struktur, bekväm kontroll, hög positioneringsnoggrannhet, etc., och är lämplig för vissa enkla hanterings-, monterings- och bearbetningsuppgifter. Arbetsutrymmet för den rektangulära koordinatrobotarmen är emellertid relativt litet och flexibiliteten är dålig.
2. Cylindrisk koordinatrobotarm Armen på den cylindriska koordinatrobotarmen består av en roterande led och två linjära leder, och dess rörelseutrymme är cylindriskt. Den har fördelarna med kompakt struktur, stort arbetsområde, flexibel rörelse, etc., och är lämplig för vissa medelkomplexa uppgifter. Emellertid är positioneringsnoggrannheten för den cylindriska koordinatrobotarmen relativt låg och kontrollsvårigheten är relativt hög.
3. Sfärisk koordinatrobotarm Armen på den sfäriska koordinatrobotarmen består av två roterande leder och en linjär led, och dess rörelseutrymme är sfäriskt. Den har fördelarna med flexibel rörelse, stort arbetsområde och förmåga att anpassa sig till komplexa arbetsmiljöer. Den är lämplig för vissa uppgifter som kräver hög precision och hög flexibilitet. Strukturen hos den sfäriska koordinatrobotarmen är dock komplex, kontrollsvårigheten är stor och kostnaden är också hög.
4. Ledad robotarm Den ledade robotarmen imiterar människoarmens struktur, består av flera roterande leder och kan åstadkomma olika rörelser som liknar den mänskliga armen. Den har fördelarna med flexibel rörelse, stort arbetsområde och förmåga att anpassa sig till komplexa arbetsmiljöer. Det är för närvarande den mest använda typen av robotarm.
Styrningen av ledade robotarmar är dock svår och kräver hög programmerings- och felsökningsteknik.
(II) Klassificering efter körläge
1. Elektriska robotarmar Elektriska robotarmar använder motorer som drivanordningar, vilket har fördelarna med hög kontrollnoggrannhet, snabb svarshastighet och lågt brus. Den är lämplig för vissa tillfällen med höga krav på noggrannhet och hastighet, såsom elektroniktillverkning, medicinsk utrustning och andra industrier. 2. Hydrauliska robotarmar Hydrauliska robotarmar använder hydrauliska drivanordningar, som har fördelarna med hög effekt, hög tillförlitlighet och stark anpassningsförmåga. Den är lämplig för vissa tunga robotarmar och tillfällen som kräver stor effekt, såsom konstruktion, gruvdrift och andra industrier. 3. Pneumatiska robotarmar Pneumatiska robotarmar använder pneumatiska drivanordningar, som har fördelarna med enkel struktur, låg kostnad och hög hastighet. Den är lämplig för vissa tillfällen som inte kräver hög effekt och noggrannhet, såsom förpackning, tryckning och andra industrier.
(III) Klassificering efter användningsområde
1. Industriella robotarmar Industriella robotarmar används huvudsakligen inom industriella produktionsområden, såsom biltillverkning, tillverkning av elektroniska produkter och mekanisk bearbetning. Det kan realisera automatiserad produktion, förbättra produktionseffektiviteten och produktkvaliteten. 2. Servicerobotarm Servicerobotarm används huvudsakligen inom servicebranscher, såsom sjukvård, catering, hemtjänst etc. Den kan ge människor olika tjänster, såsom omvårdnad, matleverans, städning, etc. 3. Specialrobotarm Specialrobotarm används huvudsakligen inom vissa specialområden, såsom flyg, militär, djuphavsutforskning, etc. Den behöver anpassas till komplexa arbetsuppgifter och arbetsmiljökrav.
De förändringar som robotarmar medför för industriell tillverkningsproduktion är inte bara automatiseringen och effektiviteten av verksamheten, utan också den åtföljande moderna ledningsmodellen har avsevärt förändrat företagens produktionsmetoder och konkurrenskraft på marknaden. Användningen av robotarmar är ett bra tillfälle för företag att anpassa sin industriella struktur och uppgradera och transformera.
Posttid: 2024-09-24
