Robootikatööstuse kiire arenguga on tööstusroboteid laialdaselt kasutatud erinevates tööstusharudes alates materjalikäitlusest kuni masinate hoolduseni, keevitamisest kuni lõikamiseni, monteerimisest pihustamiseni. Oleme avastanud, et need tööstusrobotid on erineva kuju ja funktsionaalse jõudlusega. Mis siis määrab tööstusrobotite paindlikkuse ja tegevusulatuse? See probleem on üsna keeruline, kuid robotite paindlikkuse ja liikumisulatuse määrab suures osas võtmetegur, mis on tööstusrobotite vabadusaste, mida tavaliselt tuntakse telgede arvuna.
Millised on tööstusrobotite vabadusastmed?
Tavaliselt kasutatakse seda robotite tehnilise indikaatorina, see peegeldab roboti toimingute paindlikkust ja seda saab esitada lineaarsete liikumiste, võngete või telje pöörete arvuna. Liigendite arvu, mida robotmehhanism suudab iseseisvalt liigutada, nimetatakse roboti mehhanismi vabadusastmeks, lühendatult vabadusastmeks, mis on lühendatud kui DOF. Praegune tööstusrobotite poolt kasutatav juhtimismeetod on käsitleda robotkäe iga liigendit eraldi servomehhanismina, see tähendab, et iga telg vastab serverile ja iga serverit juhitakse siini kaudu, mida juhib ja koordineerib kontroller. .
IS08373 selgitab tööstusroboteid järgmiselt: "Robotitel on automaatjuhtimine, ümberprogrammeeritavus ja mitmeotstarbelised funktsioonid. Roboti operaatoril on kolm või enam programmeeritavat telge. Tööstusautomaatika rakendustes võib roboti alus olla fikseeritud või liigutatav. On näha, et tööstusrobotite telgede arv on oluline tehniline näitaja.
Erineva vabadusastmega robotite rakendamine tööstuses
Roboti telgede arv määrab selle vabadusastme. Kas on parem omada rohkem vabadusastmeid? Mida rohkem vabadusastmeid, seda lähemal on see inimkäe tegevusfunktsioonile ja seda parem on selle mitmekülgsus; Mida rohkem vabadusastmeid, seda keerulisem on struktuur ja seda kõrgemad on üldised nõuded robotitele, mis on roboti disainis vastuoluline. Telgede arvu kasvades suureneb ka roboti paindlikkus. Kuid praegustes tööstusrakendustes on kõige sagedamini kasutatavad kolmeteljelised, neljateljelised, viieteljelised kaheharulised ja kuueteljelised tööstusrobotid ning telgede arvu valik sõltub tavaliselt konkreetsest rakendusest. Põhjus on selles, et mõnes rakenduses ei nõuta suurt paindlikkust, samas kui kolme- ja neljateljelistel robotitel on suurem kuluefektiivsus ning kolme- ja neljateljelistel robotitel on ka olulised kiiruse eelised. Kui see on mõeldud ainult mõneks lihtsaks rakenduseks, näiteks osade korjamiseks ja paigutamiseks konveierilintide vahele, siis piisab neljateljelisest robotist. Kui robotil on vaja töötada kitsas ruumis ning robotkätt peab keerduma ja tagurdama, on kuue- või seitsmeteljeline robot parim valik.
Praegu on tööstusvaldkonnas enim kasutatud kuueteljelisi roboteid. Kuue liigesega tööstusrobot on väga sarnane inimese käele, selle osad on samaväärsed õlgade, küünarnukkide ja randmetega. Selle "õlad" paigaldatakse tavaliselt fikseeritud aluskonstruktsioonile. Inimkäe ülesandeks on liigutada käsi erinevatesse asenditesse, kuueteljelise roboti ülesandeks on aga liigutada otsaefektorit ja paigaldada robotkäe otsa erinevaid konkreetsetele rakendusstsenaariumidele sobivaid täiturmehhanisme, näiteks haaratsid, pihustuslambid, puuriterad ja pihustid erinevate tööülesannete täitmiseks.
Hiljuti on erinevad robotitootjad välja andnud uusimad inimese-masina koostöörobotid, millest peaaegu kõik kasutavad seitsmeteljelise üleliigse vabadusastmega tööstusroboteid. Rahvusvaheliselt tuntud robotitootjad on teinud jõupingutusi, et tuua turule uusi tooteid seitsmeteljelistele robotitele, et haarata kõrgekvaliteedilisest uuest turust. Võrreldes traditsiooniliste nelja- ja kuueteljeliste tööstusrobotidega on aga tooteliikide ja müügiproportsioonide vahe praegu väga märkimisväärne.
Redundant Degree of Freedom Robots arengusuund
Kuus vabadusastet on minimaalne vabadusastmete arv, millel on ruumilise positsioneerimise lõpuleviimise võimalus. Rohkem kui kuue teljega roboteid nimetatakse ühiselt üleliigsete vabadusastmete robotiteks. Roboti kinemaatika uuringute eesmärk on lahendada iga liigese liikumine või pöörlemine, kui robotmanipulaatori lõppefektor jõuab ruumis teatud asendisse, mis on kogu robootika nurgakivi ja võti. Inimtsivilisatsiooni kiire arengu tõttu peavad robotid täitma ülesandeid paljudes tööstus-, kõrgmäestiku-, süvamere-, tuumajäätmete ja ohtlike töökeskkondade puhul. See seab roboti liikumisjuhtimise töökindlusele, töökindlusele ja intelligentsusele kõrgemad nõudmised. Tulevikus, kuna selle täpsus kasvab, on üleliigsetel vabadusastmetel robotitel rohkem eeliseid takistuste vältimises, üksikute punktide ületamisel, paindlikkuses ja veataluvuses. Arvestades keerulisi töökeskkondi ja pidevalt muutuvaid töönõudeid, on üleliigsetel tööstusrobotidel rohkem kasutuskohti. Usun, et lähitulevikus asendab see täpsemate operatsioonide jaoks käsitsitöö.