Robotické rameno je nejběžnějším typem robota v moderních průmyslových robotech. Dokáže napodobit určité pohyby a funkce lidských rukou a paží a může uchopit, přenášet předměty nebo ovládat specifické nástroje prostřednictvím pevných programů. Jde o nejpoužívanější automatizační zařízení v oblasti robotiky. Jeho formy jsou různé, ale všechny mají společný rys, který spočívá v tom, že dokážou přijímat instrukce a přesně se lokalizovat do jakéhokoli bodu v trojrozměrném (dvourozměrném) prostoru pro provádění operací. Jeho charakteristikou je, že dokáže dokončit různé očekávané operace prostřednictvím programování a jeho struktura a výkon spojují výhody jak lidí, tak mechanických strojů. Může nahradit těžkou lidskou práci při realizaci mechanizace a automatizace výroby a může pracovat ve škodlivém prostředí pro ochranu osobní bezpečnosti. Proto je široce používán ve výrobě strojů, elektronice, lehkém průmyslu a atomové energii.
1. Běžná robotická ramena se skládají hlavně ze tří částí: hlavní tělo, hnací mechanismus a řídicí systém
(I) Mechanická struktura
1. Trup robotické paže je základní nosnou částí celého zařízení, obvykle vyroben z pevných a odolných kovových materiálů. Musí být nejen schopen odolat různým silám a krouticím momentům generovaným robotickým ramenem během práce, ale také zajistit stabilní montážní polohu pro ostatní komponenty. Jeho design musí brát v úvahu rovnováhu, stabilitu a přizpůsobivost pracovnímu prostředí. 2. Paže Rameno robota je klíčovou součástí k dosažení různých akcí. Skládá se z řady spojovacích tyčí a kloubů. Rotací kloubů a pohybem spojovacích tyčí může rameno dosáhnout vícestupňového pohybu v prostoru. Klouby jsou obvykle poháněny vysoce přesnými motory, reduktory nebo hydraulickými pohonnými zařízeními pro zajištění přesnosti pohybu a rychlosti ramene. Zároveň musí mít materiál ramene vlastnosti vysoké pevnosti a nízké hmotnosti, aby vyhovoval potřebám rychlého pohybu a nošení těžkých předmětů. 3. Koncový efektor Jedná se o část ramene robota, která se přímo dotýká pracovního předmětu a její funkce je podobná jako u lidské ruky. Existuje mnoho typů koncových efektorů a ty běžné jsou chapadla, přísavky, stříkací pistole atd. Chapadlo lze přizpůsobit podle tvaru a velikosti předmětu a slouží k uchopení předmětů různých tvarů; přísavka využívá princip podtlaku k pohlcení předmětu a je vhodná pro předměty s rovným povrchem; stříkací pistoli lze použít pro stříkání, svařování a další operace.
(II) Systém pohonu
1. Motorový pohon Motor je jednou z nejčastěji používaných metod pohonu v rameni robota. Stejnosměrné motory, střídavé motory a krokové motory lze použít k pohonu kloubového pohybu ramene robota. Motorový pohon má výhody vysoké přesnosti řízení, rychlé odezvy a širokého rozsahu regulace rychlosti. Řízením rychlosti a směru motoru lze přesně řídit trajektorii pohybu ramena robota. Současně lze motor také použít ve spojení s různými reduktory pro zvýšení výstupního točivého momentu, aby vyhovoval potřebám ramene robota při přenášení těžkých předmětů. 2. Hydraulický pohon Hydraulický pohon je široce používán u některých robotických ramen, která vyžadují velký výkon. Hydraulický systém stlačuje hydraulický olej prostřednictvím hydraulického čerpadla, aby poháněl hydraulický válec nebo hydromotor do práce, čímž se realizuje pohyb ramene robota. Hydraulický pohon má výhody vysokého výkonu, rychlé odezvy a vysoké spolehlivosti. Je vhodný pro některé těžké robotické paže a příležitosti, které vyžadují rychlou akci. Hydraulický systém má však také nevýhody v podobě netěsností, vysokých nákladů na údržbu a vysokých požadavků na pracovní prostředí. 3. Pneumatický pohon Pneumatický pohon využívá stlačený vzduch jako zdroj energie k pohonu válců a dalších pohonů. Pneumatický pohon má výhody jednoduché konstrukce, nízké ceny a vysoké rychlosti. Je vhodný pro některé příležitosti, kde není vyžadována síla a přesnost. Výkon pneumatického systému je však relativně malý, přesnost ovládání také nízká a je potřeba jej vybavit zdrojem stlačeného vzduchu a souvisejícími pneumatickými komponenty.
(III) Řídící systém
1. Ovladač Ovladač je mozkem ramene robota, který je odpovědný za přijímání různých pokynů a řízení činností systému pohonu a mechanické struktury podle pokynů. Kontrolér obvykle používá mikroprocesor, programovatelný logický kontrolér (PLC) nebo vyhrazený čip pro řízení pohybu. Může dosáhnout přesné kontroly polohy, rychlosti, zrychlení a dalších parametrů ramena robota a může také zpracovávat informace přiváděné zpět různými senzory k dosažení řízení v uzavřené smyčce. Regulátor lze naprogramovat různými způsoby, včetně grafického programování, textového programování atd., takže uživatelé mohou programovat a ladit podle různých potřeb. 2. Senzory Senzor je důležitou součástí vnímání vnějšího prostředí a vlastního stavu ramenem robota. Snímač polohy může sledovat polohu každého kloubu ramena robota v reálném čase, aby byla zajištěna přesnost pohybu ramena robota; snímač síly dokáže detekovat sílu ramena robota při uchopení předmětu, aby se zabránilo sklouznutí nebo poškození předmětu; vizuální senzor dokáže rozpoznat a lokalizovat pracovní objekt a zlepšit úroveň inteligence ramene robota. Kromě toho existují teplotní čidla, tlaková čidla atd., která se používají ke sledování pracovního stavu a parametrů prostředí ramene robota.
2. Klasifikace ramena robota je obecně klasifikována podle konstrukční formy, jízdního režimu a oblasti použití
(I) Klasifikace podle strukturální formy
1. Rameno robota s kartézskými souřadnicemi Rameno tohoto ramena robota se pohybuje podél tří souřadnicových os pravoúhlého systému souřadnic, konkrétně os X, Y a Z. Má výhody jednoduché konstrukce, pohodlného ovládání, vysoké přesnosti polohování atd. a je vhodný pro některé jednoduché manipulační, montážní a zpracovatelské úkoly. Pracovní prostor pravoúhlého souřadnicového ramena robota je však relativně malý a flexibilita je špatná.
2. Válcové souřadnicové rameno robota Rameno válcového souřadnicového ramena robota se skládá z otočného kloubu a dvou lineárních kloubů a jeho pohybový prostor je válcový. Má výhody kompaktní konstrukce, velkého pracovního rozsahu, flexibilního pohybu atd. a je vhodný pro některé středně složité úkoly. Přesnost polohování válcového souřadnicového ramena robota je však relativně nízká a obtížnost ovládání je poměrně vysoká.
3. Kulové souřadnicové rameno robota Rameno sférického souřadnicového robotického ramena se skládá ze dvou rotačních kloubů a jednoho lineárního kloubu a jeho pohybový prostor je kulový. Má výhody flexibilního pohybu, velkého pracovního rozsahu a schopnosti přizpůsobit se složitému pracovnímu prostředí. Je vhodný pro některé úkoly, které vyžadují vysokou přesnost a vysokou flexibilitu. Struktura sférického souřadnicového robotického ramena je však složitá, obtížnost ovládání je velká a náklady jsou také vysoké.
4. Kloubové rameno robota Kloubové rameno robota napodobuje strukturu lidské paže, skládá se z více rotačních kloubů a může dosahovat různých pohybů podobných lidské paži. Má výhody flexibilního pohybu, velkého pracovního rozsahu a schopnosti přizpůsobit se složitému pracovnímu prostředí. V současnosti jde o nejpoužívanější typ robotické paže.
Ovládání kloubových robotických ramen je však obtížné a vyžaduje vysokou programovací a odlaďovací technologii.
(II) Klasifikace podle jízdního režimu
1. Elektrická robotická ramena Elektrická robotická ramena využívají jako hnací zařízení motory, které mají výhody vysoké přesnosti ovládání, vysoké rychlosti odezvy a nízké hlučnosti. Je vhodný pro některé příležitosti s vysokými požadavky na přesnost a rychlost, jako je elektronická výroba, lékařská zařízení a další průmyslová odvětví. 2. Hydraulická robotická ramena Hydraulická robotická ramena využívají hydraulická pohonná zařízení, která mají výhody vysokého výkonu, vysoké spolehlivosti a silné adaptability. Je vhodný pro některé těžké robotické paže a příležitosti, které vyžadují velký výkon, jako je stavebnictví, těžba a další průmyslová odvětví. 3. Pneumatická robotická ramena Pneumatická robotická ramena využívají pneumatická pohonná zařízení, která mají výhody jednoduché konstrukce, nízké ceny a vysoké rychlosti. Je vhodný pro některé příležitosti, které nevyžadují vysoký výkon a přesnost, jako je balení, tisk a další průmyslová odvětví.
(III) Klasifikace podle oblasti použití
1. Průmyslová robotická ramena Průmyslová robotická ramena se používají hlavně v oblastech průmyslové výroby, jako je výroba automobilů, výroba elektronických produktů a mechanické zpracování. Může realizovat automatizovanou výrobu, zlepšit efektivitu výroby a kvalitu produktů. 2. Servisní robotické rameno Servisní robotické rameno se používá hlavně v odvětvích služeb, jako je zdravotnictví, stravování, domácí služby atd. Může lidem poskytovat různé služby, jako je ošetřovatelství, rozvoz jídel, úklid atd. 3. Speciální robotické rameno Speciální robotické rameno se používá hlavně v některých speciálních oborech, jako je letectví, vojenství, hlubinný průzkum atd. Aby se přizpůsobilo komplexním pracovním požadavkům a funkcím, musí mít speciální požadavky na výkon a funkce.
Změny, které robotická ramena přinášejí do průmyslové výroby, nejsou jen automatizace a efektivita operací, ale také doprovodný moderní model řízení značně změnil výrobní metody a tržní konkurenceschopnost podniků. Aplikace robotických paží je pro podniky dobrou příležitostí, jak upravit svou průmyslovou strukturu a modernizovat a transformovat.
Čas odeslání: 24. září 2024
