Med den snabba utvecklingen av robotindustrin har industrirobotar använts flitigt i olika branscher, från materialhantering till maskinunderhåll, från svetsning till skärning, från montering till sprutning. Vi har funnit att dessa industrirobotar har olika former och funktionell prestanda. Så vad avgör flexibiliteten och aktivitetsområdet för industrirobotar? Det här problemet är ganska komplext, men det finns en nyckelfaktor som till stor del bestämmer flexibiliteten och rörelseomfånget hos robotar, vilket är graden av frihet för industrirobotar, allmänt känd som antalet axlar.
Vilka frihetsgrader har industrirobotar?
Vanligtvis används den som en teknisk indikator för robotar, den återspeglar flexibiliteten hos robotens åtgärder och kan representeras av antalet linjära rörelser, svängningar eller rotationer av axeln. Antalet leder som en robotmekanism självständigt kan förflytta kallas robotmekanismens frihetsgrad, förkortat Degree of Freedom, vilket förkortas DOF. Den nuvarande styrmetoden som används av industrirobotar är att behandla varje led på robotarmen som en separat servomekanism, det vill säga att varje axel motsvarar en server och varje server styrs via en buss, som styrs och koordineras av styrenheten .
IS08373 förklarar industrirobotar på följande sätt: "Robotar har automatisk styrning, omprogrammerbarhet och flerfunktionsfunktioner. Robotoperatören har tre eller flera programmerbara axlar. I industriella automationsapplikationer kan robotens bas vara fast eller rörlig. Det kan ses att antalet axlar för industrirobotar är en viktig teknisk indikator.
Tillämpningen av robotar med olika frihetsgrader inom industrin
Antalet robotaxlar avgör dess frihetsgrad. Är det bättre att ha fler frihetsgrader? Ju fler frihetsgrader, desto närmare den mänskliga handens handlingsfunktion, desto bättre är dess mångsidighet; Men ju fler frihetsgrader desto mer komplex är strukturen och desto högre blir de övergripande kraven på robotar, vilket är en motsägelse i robotdesign. När antalet axlar ökar ökar också robotens flexibilitet. I nuvarande industriella tillämpningar är de vanligast använda treaxliga, fyraaxliga, femaxliga dubbla armarna och sexaxliga industrirobotarna emellertid, och valet av antalet axlar beror vanligtvis på den specifika applikationen. Detta beror på att det i vissa applikationer inte krävs hög flexibilitet, medan treaxliga och fyraxliga robotar har högre kostnadseffektivitet, och treaxliga och fyraxliga robotar också har betydande fördelar i hastighet. Om det bara är för några enkla applikationer, som att plocka och placera delar mellan transportband, så räcker det med en fyraxlig robot. Om roboten behöver arbeta i ett trångt utrymme och robotarmen behöver vrida och backa, är en sexaxlig eller sjuaxlig robot det bästa valet.
För närvarande är sexaxlade robotar de mest använda inom industriområdet. En industrirobot med sex leder är mycket lik en mänsklig arm, med delar som motsvarar axlar, armbågar och handleder. Dess "axlar" är vanligtvis installerade på en fast basstruktur. Funktionen hos en mänsklig arm är att flytta handen till olika positioner, medan funktionen hos en sexaxlig robot är att flytta ändeffektorn och installera olika ställdon som lämpar sig för specifika tillämpningsscenarier i änden av robotarmen, såsom gripdon, spraylampor, borr och sprutor för att utföra olika arbetsuppgifter.
Nyligen har olika robottillverkare släppt de senaste samarbetsrobotarna mellan människa och maskin, som nästan alla använder sjuaxlade industrirobotar med redundant frihetsgrad. Internationellt kända robottillverkare har ansträngt sig för att lansera nya produkter för sjuaxlade robotar för att ta vara på den nya avancerade marknaden. Jämfört med traditionella fyraxliga och sexaxliga industrirobotar är dock skillnaden i produkttyper och försäljningsandel för närvarande mycket stor.
Utvecklingstrenden för redundanta frihetsgradsrobotar
Sex frihetsgrader är det minsta antalet frihetsgrader som har förmågan att slutföra rumslig positionering. Robotar med mer än sex axlar kallas kollektivt för redundanta frihetsgradersrobotar. Forskningen inom robotkinematik syftar till att lösa varje leds rörelse eller rotation när robotmanipulatorns ändeffektor når en viss position i rymden, vilket är hörnstenen och nyckeln till hela robotiken. Med den snabba utvecklingen av den mänskliga civilisationen krävs robotar för att utföra uppgifter i många industriella, höghöjds-, djuphavs-, kärnavfalls- och farliga arbetsmiljöer. Detta ställer högre krav på tillförlitlighet, funktion och intelligens hos robotens rörelsestyrning. I framtiden, när dess noggrannhet fortsätter att öka, kommer överflödiga frihetsrobotar att ha fler fördelar när det gäller att undvika hinder, övervinna enstaka punkter, flexibilitet och feltolerans. Inför komplexa arbetsmiljöer och ständigt föränderliga jobbkrav kommer överflödiga frihetsgrader att industrirobotar ha fler platser att använda. Jag tror att det inom en snar framtid kommer att ersätta manuellt arbete för mer exakta operationer.