Robotarmen er den mest almindelige type robot i moderne industrirobotter. Den kan efterligne visse bevægelser og funktioner af menneskelige hænder og arme og kan gribe fat i, bære genstande eller betjene specifikke værktøjer gennem faste programmer. Det er den mest udbredte automatiseringsenhed inden for robotteknologi. Dens former er forskellige, men de har alle et fælles træk, som er, at de kan acceptere instruktioner og nøjagtigt lokalisere til ethvert punkt i tredimensionelt (todimensionalt) rum for at udføre operationer. Dens egenskaber er, at den kan udføre forskellige forventede operationer gennem programmering, og dens struktur og ydeevne kombinerer fordelene ved både mennesker og mekaniske maskiner. Det kan erstatte tungt menneskeligt arbejde for at realisere mekanisering og automatisering af produktionen og kan fungere i skadelige miljøer for at beskytte personlig sikkerhed. Derfor er det meget udbredt i maskinfremstilling, elektronik, let industri og atomenergi.
1. Fælles robotarme er hovedsageligt sammensat af tre dele: hoveddelen, drivmekanismen og kontrolsystemet
(I) Mekanisk struktur
1. Robotarmens skrog er den grundlæggende støttedel af hele enheden, normalt lavet af robuste og holdbare metalmaterialer. Den skal ikke kun kunne modstå de forskellige kræfter og drejningsmomenter, der genereres af robotarmen under arbejdet, men også give en stabil monteringsposition for andre komponenter. Dens design skal tage højde for balance, stabilitet og tilpasningsevne til arbejdsmiljøet. 2. Arm Robottens arm er nøgledelen til at udføre forskellige handlinger. Den består af en række plejlstænger og led. Gennem leddenes rotation og plejlstængernes bevægelse kan armen opnå bevægelse i flere frihedsgrader i rummet. Leddene drives normalt af højpræcisionsmotorer, reduktionsgear eller hydrauliske drivanordninger for at sikre armens bevægelsesnøjagtighed og hastighed. Samtidig skal armens materiale have egenskaberne høj styrke og let vægt for at imødekomme behovene for hurtig bevægelse og transport af tunge genstande. 3. Endeeffektor Dette er den del af robotarmen, der er i direkte kontakt med arbejdsobjektet, og dens funktion svarer til en menneskehånds. Der findes mange typer endeeffektorer, og de almindelige er gribere, sugekopper, sprøjtepistoler osv. Griberen kan tilpasses efter genstandens form og størrelse og bruges til at gribe genstande af forskellige former; sugekoppen bruger undertryksprincippet til at absorbere genstanden og er velegnet til genstande med flade overflader; sprøjtepistolen kan bruges til sprøjtning, svejsning og andre operationer.
(II) Drivsystem
1. Motordrev Motoren er en af de mest anvendte drivmetoder i robotarmen. DC-motorer, AC-motorer og stepmotorer kan alle bruges til at drive robotarmens ledbevægelse. Motordrevet har fordelene ved høj kontrolnøjagtighed, hurtig responshastighed og bredt hastighedsreguleringsområde. Ved at styre motorens hastighed og retning kan robotarmens bevægelsesbane styres nøjagtigt. Samtidig kan motoren også bruges sammen med forskellige reduktionsgearer for at øge udgangsmomentet for at imødekomme robotarmens behov ved transport af tunge genstande. 2. Hydraulisk drev Hydraulisk drev er meget udbredt i nogle robotarme, der kræver stor effekt. Hydrauliksystemet sætter hydraulikolien under tryk gennem en hydraulikpumpe for at drive hydraulikcylinderen eller hydraulikmotoren til arbejde, hvorved robotarmens bevægelse realiseres. Hydraulisk drev har fordelene ved høj effekt, hurtig responshastighed og høj pålidelighed. Den er velegnet til nogle tunge robotarme og lejligheder, der kræver hurtig handling. Det hydrauliske system har dog også ulemperne ved lækage, høje vedligeholdelsesomkostninger og høje krav til arbejdsmiljøet. 3. Pneumatisk drev Pneumatisk drev bruger trykluft som strømkilde til at drive cylindre og andre aktuatorer til arbejde. Pneumatisk drev har fordelene ved simpel struktur, lave omkostninger og høj hastighed. Den er velegnet til nogle lejligheder, hvor kraft og præcision ikke er påkrævet. Men kraften i det pneumatiske system er relativt lille, kontrolnøjagtigheden er også lav, og det skal være udstyret med en trykluftkilde og relaterede pneumatiske komponenter.
(III) Kontrolsystem
1. Controller Controlleren er robotarmens hjerne, ansvarlig for at modtage forskellige instruktioner og styre handlingerne af drivsystemet og den mekaniske struktur i henhold til instruktionerne. Controlleren bruger normalt en mikroprocessor, en programmerbar logisk controller (PLC) eller en dedikeret bevægelseskontrolchip. Den kan opnå præcis kontrol af robotarmens position, hastighed, acceleration og andre parametre og kan også behandle informationen tilbageført af forskellige sensorer for at opnå lukket sløjfekontrol. Controlleren kan programmeres på en række forskellige måder, herunder grafisk programmering, tekstprogrammering osv., så brugerne kan programmere og debugge efter forskellige behov. 2. Sensorer Sensoren er en vigtig del af robotarmens opfattelse af det ydre miljø og dets egen tilstand. Positionssensoren kan overvåge positionen af hvert led i robotarmen i realtid for at sikre robotarmens bevægelsesnøjagtighed; kraftsensoren kan registrere robotarmens kraft, når den griber genstanden, for at forhindre genstanden i at glide eller blive beskadiget; den visuelle sensor kan genkende og lokalisere arbejdsobjektet og forbedre robotarmens intelligensniveau. Derudover er der temperatursensorer, tryksensorer osv., som bruges til at overvåge robotarmens arbejdsstatus og miljøparametre.
2. Klassificeringen af robotarmen er generelt klassificeret i henhold til den strukturelle form, køretilstand og anvendelsesområde
(I) Klassificering efter strukturel form
1. Kartesisk koordinat-robotarm Armen på denne robotarm bevæger sig langs de tre koordinatakser i det rektangulære koordinatsystem, nemlig X-, Y- og Z-akserne. Det har fordelene ved simpel struktur, bekvem kontrol, høj positioneringsnøjagtighed osv., og er velegnet til nogle enkle håndterings-, monterings- og forarbejdningsopgaver. Arbejdsrummet for den rektangulære koordinatrobotarm er imidlertid relativt lille, og fleksibiliteten er dårlig.
2. Cylindrisk koordinat-robotarm Armen på den cylindriske koordinat-robotarm består af et roterende led og to lineære led, og dets bevægelsesrum er cylindrisk. Den har fordelene ved kompakt struktur, stort arbejdsområde, fleksibel bevægelse osv., og er velegnet til nogle opgaver med middel kompleksitet. Positioneringsnøjagtigheden af den cylindriske koordinatrobotarm er imidlertid relativt lav, og kontrolvanskeligheden er relativt høj.
3. Sfærisk koordinat robotarm Armen på den sfæriske koordinat robotarm består af to roterende led og et lineært led, og dets bevægelsesrum er sfærisk. Det har fordelene ved fleksibel bevægelse, stort arbejdsområde og evnen til at tilpasse sig komplekse arbejdsmiljøer. Den er velegnet til nogle opgaver, der kræver høj præcision og høj fleksibilitet. Strukturen af den sfæriske koordinatrobotarm er imidlertid kompleks, kontrolvanskeligheden er stor, og omkostningerne er også høje.
4. Leddet robotarm Den leddelte robotarm imiterer strukturen af den menneskelige arm, består af flere roterende led og kan opnå forskellige bevægelser svarende til den menneskelige arm. Det har fordelene ved fleksibel bevægelse, stort arbejdsområde og evnen til at tilpasse sig komplekse arbejdsmiljøer. Det er i øjeblikket den mest udbredte type robotarm.
Imidlertid er styringen af leddelte robotarme vanskelig og kræver høj programmerings- og fejlfindingsteknologi.
(II) Klassificering efter køretilstand
1. Elektriske robotarme Elektriske robotarme bruger motorer som drivenheder, som har fordelene ved høj kontrolnøjagtighed, hurtig reaktionshastighed og lav støj. Det er velegnet til nogle lejligheder med høje krav til nøjagtighed og hastighed, såsom elektronisk fremstilling, medicinsk udstyr og andre industrier. 2. Hydrauliske robotarme Hydrauliske robotarme bruger hydrauliske drivanordninger, som har fordelene ved høj effekt, høj pålidelighed og stærk tilpasningsevne. Den er velegnet til nogle tunge robotarme og lejligheder, der kræver stor effekt, såsom byggeri, minedrift og andre industrier. 3. Pneumatiske robotarme Pneumatiske robotarme bruger pneumatiske drivanordninger, som har fordelene ved simpel struktur, lave omkostninger og høj hastighed. Det er velegnet til nogle lejligheder, der ikke kræver høj effekt og nøjagtighed, såsom emballage, trykning og andre industrier.
(III) Klassificering efter anvendelsesområde
1. Industrielle robotarme Industrielle robotarme bruges hovedsageligt i industrielle produktionsområder, såsom bilfremstilling, elektronisk produktfremstilling og mekanisk forarbejdning. Det kan realisere automatiseret produktion, forbedre produktionseffektiviteten og produktkvaliteten. 2. Service-robotarm Service-robotarm bruges hovedsageligt i servicebrancher, såsom medicin, catering, hjemmeservice osv. Den kan give folk forskellige tjenester, såsom sygepleje, måltidsudbringning, rengøring osv. 3. Speciel robotarm Speciel robotarm bruges hovedsageligt inden for nogle specielle områder, såsom luft- og rumfart, militær, dybhavsudforskning, osv. Den skal have specielle ydelseskrav og arbejdsmiljøer, og den skal tilpasses særlige ydelser og arbejdsmiljø.
De ændringer, som robotarme bringer til industriel fremstillingsproduktion, er ikke kun automatisering og effektivitet af operationer, men også den medfølgende moderne ledelsesmodel har i høj grad ændret virksomhedernes produktionsmetoder og markedskonkurrenceevne. Anvendelsen af robotarme er en god mulighed for virksomheder til at justere deres industrielle struktur og opgradere og transformere.
Indlægstid: 24. september 2024
