Robot công nghiệp là một-bộ điều khiển có nhiều khớp hoặc thiết bị máy có nhiều-bậc{2}}tự do-được thiết kế cho các ứng dụng công nghiệp. Nó có thể tự động thực hiện các nhiệm vụ, dựa vào sức mạnh và khả năng điều khiển của chính mình để đạt được nhiều chức năng khác nhau. Nó có thể được con người chỉ huy hoặc vận hành theo trình tự được lập trình sẵn. Robot công nghiệp hiện đại cũng có thể hoạt động theo các nguyên tắc được thiết lập bằng công nghệ trí tuệ nhân tạo.
Một robot công nghiệp bao gồm ba bộ phận cơ bản: thân máy, hệ thống truyền động và hệ thống điều khiển. Cơ thể, bao gồm đế và bộ truyền động, bao gồm cánh tay, cổ tay và bàn tay; một số robot còn có cơ chế vận động. Hầu hết các robot công nghiệp đều có 3–6 bậc tự do, trong đó cổ tay thường có 1–3 bậc tự do. Hệ thống truyền động bao gồm bộ nguồn và cơ cấu truyền động, được sử dụng để cho phép các bộ truyền động tạo ra các chuyển động tương ứng. Hệ thống điều khiển phát tín hiệu điều khiển đến hệ thống truyền động và các cơ cấu chấp hành theo chương trình đầu vào và thực hiện điều khiển.
Robot công nghiệp được phân thành bốn loại dựa trên chuyển động của cánh tay:
1. Cánh tay tọa độ Descartes: di chuyển dọc theo ba tọa độ Descartes;
2. Cánh tay tọa độ hình trụ: thực hiện các động tác nâng, xoay và duỗi/rút lại;
3. Cánh tay tọa độ hình cầu: xoay, nghiêng và kéo dài/rút lại;
4. Tay khớp: có nhiều khớp quay.
Hôm nay, hãy cùng phân tích bốn loại robot công nghiệp này và xem bạn quen thuộc với loại nào nhất.
Rô-bốt đa{0}}trục
Rô-bốt nhiều{0}}trục, còn được gọi là bộ điều khiển trục-đơn, cánh tay rô-bốt công nghiệp, xi-lanh điện, v.v., là hệ thống rô-bốt được xây dựng trên hệ tọa độ Đề-các XYZ làm mô hình toán học cơ bản. Họ sử dụng động cơ servo hoặc động cơ bước làm bộ điều khiển trục-được dẫn động làm bộ phận làm việc cơ bản và vít bi, dây đai đồng bộ cũng như bánh răng thanh răng và bánh răng nhỏ làm phương pháp truyền động phổ biến. Chúng có thể đến bất kỳ điểm nào trong hệ tọa độ ba chiều XYZ-và đi theo quỹ đạo chuyển động có thể điều khiển được.
Robot nhiều trục-sử dụng hệ thống điều khiển chuyển động để điều khiển truyền động và lập trình. Các quỹ đạo chuyển động tuyến tính và chuyển động cong được tạo ra bằng cách sử dụng phép nội suy đa{2}}điểm, đồng thời thực hiện được thao tác và lập trình thông qua lập trình giảng dạy có hướng dẫn hoặc định vị tọa độ.
Robot SCARA
Robot SCARA là loại robot công nghiệp đặc biệt có tọa độ hình trụ. Nó có ba khớp quay với các trục song song để định vị và định hướng trong mặt phẳng. Khớp còn lại là khớp chuyển động, được sử dụng cho chuyển động tác động cuối vuông góc với mặt phẳng. Điểm tham chiếu cổ tay được xác định bởi chuyển vị góc φ1 và φ2 của hai khớp quay và chuyển vị z của khớp tịnh tiến, tức là p=f(φ1, φ2, z), như thể hiện trên hình. Những robot này có trọng lượng nhẹ và thời gian phản hồi nhanh; ví dụ, robot Adept 1 SCARA có thể đạt tốc độ lên tới 10 m/s, nhanh hơn nhiều lần so với các robot có khớp nối thông thường. Nó phù hợp nhất cho các hoạt động định vị phẳng và lắp ráp dọc.
Hình ảnh
Tọa độ XY (trước, sau, trái, phải)
Hình ảnh
Tọa độ Z (lên, xuống)
Robot tọa độ
Hình ảnh
Robot tọa độ là một bộ điều khiển đa mục đích có khả năng điều khiển tự động, hoạt động có thể lập trình lại, nhiều bậc tự do và các mối quan hệ Descartes trong không gian. Hoạt động của nó chủ yếu liên quan đến chuyển động tuyến tính dọc theo trục X, Y và Z. Robot tọa độ sử dụng hệ thống điều khiển chuyển động để điều khiển truyền động và lập trình. Các quỹ đạo tuyến tính và đường cong được tạo ra thông qua phép nội suy đa điểm, đồng thời đạt được hoạt động và lập trình thông qua lập trình giảng dạy có hướng dẫn hoặc định vị tọa độ.
Là một giải pháp hệ thống rô-bốt tự động có cấu trúc đơn giản,-có chi phí thấp,{1}}đơn giản, rô-bốt tọa độ có thể được áp dụng cho các lĩnh vực sản xuất công nghiệp phổ biến như phân phối, đúc nhỏ giọt, phun, xếp hàng, phân loại, đóng gói, hàn, gia công kim loại, xử lý, bốc xếp, lắp ráp và in. Chúng mang lại giá trị ứng dụng đáng kể trong việc thay thế lao động thủ công, nâng cao hiệu quả sản xuất và ổn định chất lượng sản phẩm.
Robot nối tiếp và song song
Cấu trúc nối tiếp của robot nối tiếp là một chuỗi động học mở; các liên kết chuyển động của nó không tạo thành một chuỗi cấu trúc khép kín. Robot nối tiếp cung cấp không gian làm việc rộng rãi và dễ di chuyển hơn, tránh được hiệu ứng ghép nối giữa các trục truyền động. Tuy nhiên, mỗi trục phải được điều khiển độc lập, đòi hỏi bộ mã hóa và cảm biến để cải thiện độ chính xác của chuyển động.
(Hình ảnh)
Mặt khác, robot song song bổ sung cho các robot công nghiệp nối tiếp truyền thống trong ứng dụng, tạo thành một chuỗi động học khép kín. Robot song song ít xảy ra lỗi động hơn, có độ chính xác cao và không tích lũy lỗi. Hơn nữa, cấu trúc nhỏ gọn và ổn định của chúng, với hầu hết các trục đầu ra chịu lực dọc trục, mang lại độ cứng và khả năng chịu tải-cao. Tuy nhiên, đối với robot song song, việc giải thuận khó hơn giải nghịch.
Hình ảnh
Robot song song 2-DOF
Hình ảnh
Robot song song 3-DOF
Cơ chế song song DDoS rất đa dạng và phức tạp, thường rơi vào các loại sau:
1. Cơ chế song song 3-DOF phẳng, chẳng hạn như cơ chế 3-RRR, có hai trục tịnh tiến và một trục quay;
2. Cơ cấu song song 3-DOF hình cầu, chẳng hạn như cơ cấu hình cầu 3-UPS-1-S. Động học của loại này đơn giản cả về động học thuận và động học nghịch, khiến nó trở thành cơ chế không gian di động 3D được sử dụng rộng rãi;
3. Cơ chế song song 3-DOF không gian, chẳng hạn như robot song song Delta. Các cơ chế này bị đánh giá thấp và đặc điểm nổi bật nhất của chúng là chuyển động của chúng thay đổi tại các điểm khác nhau trong không gian làm việc.
4. Một loại khác bao gồm các cơ chế không gian có bổ sung thêm các liên kết phụ trợ và các cặp động học.
Hình ảnh
Robot song song 4-DOF
Hình ảnh
Robot song song 6-DOF
Cơ chế song song 6-DOF là một loại cơ chế robot song song chính và là cơ chế song song được nghiên cứu nhiều nhất bởi các học giả trong nước và quốc tế. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị mô phỏng chuyến bay, cảm biến lực và mô-men xoắn 6D và máy công cụ song song. Tuy nhiên, nhiều công nghệ chủ chốt cho các cơ chế này vẫn chưa được giải quyết đầy đủ, chẳng hạn như động học thuận, thiết lập mô hình động và hiệu chỉnh độ chính xác của các máy công cụ song song.
