С быстрым развитием индустрии робототехники промышленные роботы стали широко использоваться в различных отраслях, от обработки материалов до технического обслуживания машин, от сварки до резки, от сборки до распыления. Мы обнаружили, что эти промышленные роботы имеют разные формы и функциональные характеристики. Так что же определяет гибкость и дальность действия промышленных роботов? Эта проблема достаточно сложна, но есть ключевой фактор, во многом определяющий гибкость и диапазон движения роботов, которым является степень свободы промышленных роботов, широко известная как количество осей.
Какие степени свободы у промышленных роботов?
Обычно используемый в качестве технического индикатора для роботов, он отражает гибкость действий робота и может быть представлен количеством линейных перемещений, поворотов или поворотов оси. Количество сочленений, которые механизм робота может перемещать независимо, называется степенью свободы механизма робота, сокращенно Degree of Freedom, сокращенно DOF. Текущий метод управления, используемый промышленными роботами, заключается в том, чтобы рассматривать каждый шарнир робота-манипулятора как отдельный сервомеханизм, то есть каждая ось соответствует серверу, и каждый сервер управляется через шину, которая управляется и координируется контроллером. .
IS08373 объясняет промышленных роботов следующим образом: «Роботы обладают автоматическим управлением, перепрограммируемостью и многоцелевыми функциями. Оператор робота имеет три или более программируемых осей. В приложениях промышленной автоматизации основание робота может быть фиксированным или подвижным. количество осей промышленных роботов является важным техническим показателем.
Применение роботов с разной степенью свободы в промышленности
Количество осей робота определяет его степень свободы. Лучше иметь больше степеней свободы? Чем больше степеней свободы, тем ближе она к функции действия руки человека и тем лучше ее универсальность; Однако чем больше степеней свободы, тем сложнее конструкция и выше общие требования к роботам, что является противоречием в конструкции роботов. По мере увеличения количества осей увеличивается и гибкость робота. Однако в современных промышленных приложениях наиболее часто используются трехосные, четырехосные, пятиосные двухманипуляторные и шестиосевые промышленные роботы, и выбор количества осей обычно зависит от конкретного приложения. Это связано с тем, что в некоторых приложениях не требуется высокая гибкость, в то время как трехосные и четырехосные роботы имеют более высокую экономическую эффективность, а трехосные и четырехосные роботы также имеют значительные преимущества в скорости. Если это только для некоторых простых приложений, таких как сбор и размещение деталей между конвейерными лентами, то четырехосевого робота достаточно. Если роботу необходимо работать в узком пространстве, а манипулятору необходимо поворачивать и реверсировать, лучшим выбором будет робот с шестью или семью осями.
В настоящее время шестиосевые роботы наиболее широко используются в промышленной сфере. Промышленный робот с шестью суставами очень похож на человеческую руку с частями, эквивалентными плечам, локтям и запястьям. Его «плечи» обычно устанавливаются на неподвижную базовую конструкцию. Функция руки человека состоит в том, чтобы перемещать руку в разные положения, в то время как функция шестиосевого робота состоит в том, чтобы перемещать концевой эффектор и устанавливать различные приводы, подходящие для конкретных сценариев применения, на конце руки робота, такие как захваты, распылительные лампы, сверла и распылители для выполнения различных рабочих задач.
Недавно различные производители роботов выпустили новейшие роботы для совместной работы человека и машины, почти все из которых используют промышленных роботов с семью осями и избыточной степенью свободы. Всемирно известные производители роботов приложили усилия для запуска новых продуктов для семиосных роботов, чтобы захватить новый рынок высокого класса. Однако по сравнению с традиционными четырехосевыми и шестиосевыми промышленными роботами разрыв в типах продуктов и доле продаж в настоящее время очень значителен.
Тенденция развития роботов с избыточной степенью свободы
Шесть степеней свободы — это минимальное количество степеней свободы, позволяющих выполнять пространственное позиционирование. Роботы с более чем шестью осями в совокупности называются роботами с избыточными степенями свободы. Исследование кинематики роботов направлено на определение движения или вращения каждого сустава, когда концевой эффектор робота-манипулятора достигает определенного положения в пространстве, что является краеугольным камнем и ключом всей робототехники. С быстрым развитием человеческой цивилизации роботы необходимы для выполнения задач во многих промышленных, высокогорных, глубоководных, ядерных отходов и опасных рабочих средах. Это предъявляет повышенные требования к надежности, работоспособности и интеллектуальности управления движением робота. В будущем, по мере дальнейшего повышения точности, роботы с избыточной степенью свободы будут иметь больше преимуществ в избегании препятствий, преодолении особых точек, гибкости и отказоустойчивости. Перед лицом сложной рабочей среды и постоянно меняющихся требований к работе промышленные роботы с избыточной степенью свободы будут иметь больше возможностей для использования. Я верю, что в ближайшем будущем он заменит ручной труд более точными операциями.