Robotické rameno je najbežnejším typom robota v moderných priemyselných robotoch. Dokáže napodobňovať určité pohyby a funkcie ľudských rúk a paží a pomocou pevných programov dokáže uchopiť, prenášať predmety alebo ovládať špecifické nástroje. Ide o najpoužívanejšie automatizačné zariadenie v oblasti robotiky. Jeho formy sú rôzne, ale všetky majú spoločnú vlastnosť, ktorou je, že dokážu prijímať inštrukcie a presne sa lokalizovať do akéhokoľvek bodu v trojrozmernom (dvojrozmernom) priestore na vykonávanie operácií. Jeho charakteristikou je, že dokáže dokončiť rôzne očakávané operácie prostredníctvom programovania a jeho štruktúra a výkon spájajú výhody ľudí aj mechanických strojov. Môže nahradiť ťažkú ľudskú prácu na realizáciu mechanizácie a automatizácie výroby a môže pracovať v škodlivom prostredí na ochranu osobnej bezpečnosti. Preto je široko používaný vo výrobe strojov, elektronike, ľahkom priemysle a atómovej energii.
1.Bežné robotické ramená sa skladajú hlavne z troch častí: hlavné telo, hnací mechanizmus a riadiaci systém
(I) Mechanická štruktúra
1. Trup robotického ramena je základná nosná časť celého zariadenia, zvyčajne vyrobená z pevných a odolných kovových materiálov. Musí byť nielen schopný odolať rôznym silám a krútiacim momentom generovaným robotickým ramenom počas práce, ale aj poskytovať stabilnú montážnu polohu pre ostatné komponenty. Jeho dizajn musí zohľadňovať rovnováhu, stabilitu a prispôsobivosť pracovnému prostrediu. 2. Rameno Rameno robota je kľúčovou súčasťou na dosiahnutie rôznych akcií. Skladá sa zo série spojovacích tyčí a kĺbov. Rotáciou kĺbov a pohybom spojovacích tyčí môže rameno dosiahnuť viacstupňový pohyb v priestore. Kĺby sú zvyčajne poháňané vysoko presnými motormi, reduktormi alebo hydraulickými pohonnými zariadeniami na zabezpečenie presnosti pohybu a rýchlosti ramena. Zároveň musí mať materiál ramena vlastnosti vysokej pevnosti a nízkej hmotnosti, aby vyhovoval potrebám rýchleho pohybu a nosenia ťažkých predmetov. 3. Koncový efektor Je to časť ramena robota, ktorá sa priamo dotýka pracovného objektu a jej funkcia je podobná ľudskej ruke. Existuje mnoho typov koncových efektorov a najbežnejšie sú chápadlá, prísavky, striekacie pištole atď. Uchopovač je možné prispôsobiť podľa tvaru a veľkosti objektu a používa sa na uchopenie predmetov rôznych tvarov; prísavka využíva princíp podtlaku na absorbovanie predmetu a je vhodná pre predmety s rovným povrchom; striekaciu pištoľ je možné použiť na striekanie, zváranie a iné operácie.
(II) Systém pohonu
1. Motorový pohon Motor je jedným z najčastejšie používaných spôsobov pohonu v ramene robota. Na pohon kĺbového pohybu ramena robota možno použiť jednosmerné motory, striedavé motory a krokové motory. Motorový pohon má výhody vysokej presnosti riadenia, rýchlej odozvy a širokého rozsahu regulácie rýchlosti. Riadením rýchlosti a smeru motora možno presne riadiť trajektóriu pohybu ramena robota. Zároveň je možné motor použiť aj v spojení s rôznymi redukciami na zvýšenie výstupného krútiaceho momentu, aby vyhovoval potrebám ramena robota pri prenášaní ťažkých predmetov. 2. Hydraulický pohon Hydraulický pohon je široko používaný v niektorých ramenách robotov, ktoré vyžadujú veľký výkon. Hydraulický systém stláča hydraulický olej cez hydraulické čerpadlo, aby poháňal hydraulický valec alebo hydromotor do práce, čím sa realizuje pohyb ramena robota. Hydraulický pohon má výhody vysokého výkonu, rýchlej odozvy a vysokej spoľahlivosti. Je vhodný pre niektoré ťažké robotické ramená a príležitosti, ktoré vyžadujú rýchlu akciu. Hydraulický systém má však aj nevýhody v podobe netesností, vysokých nákladov na údržbu a vysokých požiadaviek na pracovné prostredie. 3. Pneumatický pohon Pneumatický pohon využíva stlačený vzduch ako zdroj energie na pohon valcov a iných akčných členov. Pneumatický pohon má výhody jednoduchej konštrukcie, nízkych nákladov a vysokej rýchlosti. Je vhodný pre niektoré príležitosti, kde nie je potrebná sila a presnosť. Výkon pneumatického systému je však relatívne malý, presnosť riadenia tiež nízka a je potrebné ho vybaviť zdrojom stlačeného vzduchu a súvisiacimi pneumatickými komponentmi.
(III) Riadiaci systém
1. Ovládač Ovládač je mozgom ramena robota, ktorý je zodpovedný za prijímanie rôznych pokynov a riadenie činností systému pohonu a mechanickej konštrukcie podľa pokynov. Riadiaca jednotka zvyčajne používa mikroprocesor, programovateľný logický radič (PLC) alebo vyhradený čip na riadenie pohybu. Môže dosiahnuť presné riadenie polohy, rýchlosti, zrýchlenia a ďalších parametrov ramena robota a tiež môže spracovať informácie spätne podávané rôznymi senzormi, aby sa dosiahlo riadenie v uzavretej slučke. Ovládač môže byť naprogramovaný rôznymi spôsobmi, vrátane grafického programovania, textového programovania atď., takže používatelia môžu programovať a ladiť podľa rôznych potrieb. 2. Senzory Senzor je dôležitou súčasťou vnímania vonkajšieho prostredia a vlastného stavu ramena robota. Snímač polohy môže monitorovať polohu každého kĺbu ramena robota v reálnom čase, aby sa zabezpečila presnosť pohybu ramena robota; snímač sily dokáže rozpoznať silu ramena robota pri uchopení predmetu, aby sa zabránilo skĺznutiu alebo poškodeniu predmetu; vizuálny senzor dokáže rozpoznať a lokalizovať pracovný objekt a zlepšiť úroveň inteligencie ramena robota. Okrem toho sú tu snímače teploty, tlakové snímače atď., ktoré slúžia na sledovanie pracovného stavu a parametrov prostredia ramena robota.
2. Klasifikácia ramena robota je vo všeobecnosti klasifikovaná podľa konštrukčného tvaru, režimu jazdy a oblasti použitia
(I) Klasifikácia podľa štruktúrnej formy
1. Rameno robota s kartézskymi súradnicami Rameno tohto ramena robota sa pohybuje pozdĺž troch súradnicových osí pravouhlého súradnicového systému, a to osi X, Y a Z. Má výhody jednoduchej konštrukcie, pohodlného ovládania, vysokej presnosti polohovania atď. a je vhodný na niektoré jednoduché manipulačné, montážne a spracovateľské úlohy. Pracovný priestor pravouhlého súradnicového ramena robota je však relatívne malý a flexibilita je nízka.
2. Valcové súradnicové rameno robota Rameno valcového súradnicového ramena robota pozostáva z otočného kĺbu a dvoch lineárnych kĺbov a jeho pohybový priestor je valcový. Má výhody kompaktnej konštrukcie, veľkého pracovného rozsahu, flexibilného pohybu atď. a je vhodný pre niektoré stredne zložité úlohy. Presnosť polohovania valcového súradnicového ramena robota je však relatívne nízka a obtiažnosť ovládania je pomerne vysoká.
3. Rameno robota so sférickými súradnicami Rameno ramena robota so sférickými súradnicami pozostáva z dvoch rotačných kĺbov a jedného lineárneho kĺbu a jeho pohybový priestor je sférický. Má výhody flexibilného pohybu, veľkého pracovného rozsahu a schopnosti prispôsobiť sa zložitému pracovnému prostrediu. Je vhodný pre niektoré úlohy, ktoré vyžadujú vysokú presnosť a vysokú flexibilitu. Štruktúra sférického súradnicového ramena robota je však zložitá, obtiažnosť ovládania je veľká a náklady sú tiež vysoké.
4. Kĺbové rameno robota Kĺbové rameno robota napodobňuje štruktúru ľudského ramena, pozostáva z viacerých rotačných kĺbov a môže dosahovať rôzne pohyby podobné ľudskému ramenu. Má výhody flexibilného pohybu, veľkého pracovného rozsahu a schopnosti prispôsobiť sa zložitému pracovnému prostrediu. V súčasnosti je to najpoužívanejší typ robotického ramena.
Ovládanie kĺbových robotických ramien je však náročné a vyžaduje si vysokú programovaciu a odlaďovaciu technológiu.
(II) Klasifikácia podľa režimu jazdy
1. Elektrické robotické ramená Elektrické robotické ramená využívajú motory ako pohonné zariadenia, ktoré majú výhody vysokej presnosti riadenia, rýchlej odozvy a nízkej hlučnosti. Je vhodný pre niektoré príležitosti s vysokými požiadavkami na presnosť a rýchlosť, ako je elektronická výroba, lekárske vybavenie a iné priemyselné odvetvia. 2. Hydraulické robotické ramená Hydraulické robotické ramená využívajú hydraulické pohonné zariadenia, ktoré majú výhody vysokého výkonu, vysokej spoľahlivosti a silnej prispôsobivosti. Je vhodný pre niektoré ťažké robotické ramená a príležitosti, ktoré vyžadujú veľký výkon, ako je stavebníctvo, baníctvo a iné priemyselné odvetvia. 3. Pneumatické robotické ramená Pneumatické robotické ramená využívajú pneumatické pohonné zariadenia, ktoré majú výhody jednoduchej konštrukcie, nízkej ceny a vysokej rýchlosti. Je vhodný pre niektoré príležitosti, ktoré nevyžadujú vysoký výkon a presnosť, ako je balenie, tlač a iné odvetvia.
(III) Klasifikácia podľa oblasti použitia
1. Priemyselné robotické ramená Priemyselné robotické ramená sa používajú najmä v oblastiach priemyselnej výroby, ako je výroba automobilov, výroba elektronických produktov a mechanické spracovanie. Dokáže realizovať automatizovanú výrobu, zlepšiť efektivitu výroby a kvalitu produktov. 2. Servisné robotické rameno Servisné robotické rameno sa používa najmä v odvetviach služieb, ako je zdravotníctvo, stravovanie, domáce služby atď. Môže ľuďom poskytovať rôzne služby, ako je ošetrovateľstvo, donáška jedla, upratovanie atď. 3. Špeciálne robotické rameno Špeciálne robotické rameno sa používa hlavne v niektorých špeciálnych oblastiach, ako je letecký a kozmický priemysel, armáda, hlbokomorský prieskum atď. Aby sa prispôsobilo zložitým pracovným požiadavkám a funkciám, musí sa prispôsobiť špeciálnym požiadavkám na výkon a funkcie.
Zmeny, ktoré robotické ramená prinášajú do priemyselnej výroby, nie sú len automatizácia a efektívnosť operácií, ale aj sprievodný moderný model riadenia výrazne zmenil výrobné metódy a trhovú konkurencieschopnosť podnikov. Aplikácia robotických ramien je pre podniky dobrou príležitosťou na úpravu ich priemyselnej štruktúry a modernizáciu a transformáciu.
Čas odoslania: 24. septembra 2024
