El braç robòtic és el tipus de robot més comú en els robots industrials moderns. Pot imitar certs moviments i funcions de mans i braços humans, i pot agafar, transportar objectes o fer funcionar eines específiques mitjançant programes fixos. És el dispositiu d'automatització més utilitzat en el camp de la robòtica. Les seves formes són diferents, però totes tenen una característica comuna, que és que poden acceptar instruccions i localitzar amb precisió qualsevol punt de l'espai tridimensional (bidimensional) per realitzar operacions. Les seves característiques són que pot completar diverses operacions esperades mitjançant la programació, i la seva estructura i rendiment combinen els avantatges tant dels humans com de les màquines mecàniques. Pot substituir la mà d'obra pesada humana per realitzar la mecanització i l'automatització de la producció, i pot funcionar en entorns nocius per protegir la seguretat personal. Per tant, s'utilitza àmpliament en la fabricació de maquinària, electrònica, indústria lleugera i energia atòmica.
1.Els braços robòtics comuns es componen principalment de tres parts: el cos principal, el mecanisme d'accionament i el sistema de control
(I) Estructura mecànica
1. El fuselatge del braç robòtic és la part bàsica de suport de tot el dispositiu, normalment fet de materials metàl·lics resistents i duradors. No només ha de ser capaç de suportar les diferents forces i parells generats pel braç robòtic durant el treball, sinó que també ha de proporcionar una posició d'instal·lació estable per a altres components. El seu disseny ha de tenir en compte l'equilibri, l'estabilitat i l'adaptabilitat a l'entorn de treball. 2. Braç El braç del robot és la peça clau per aconseguir diverses accions. Consisteix en una sèrie de bielles i juntes. Mitjançant la rotació de les articulacions i el moviment de les bielles, el braç pot aconseguir un moviment de diversos graus de llibertat a l'espai. Les articulacions solen ser accionades per motors d'alta precisió, reductors o dispositius d'accionament hidràulic per garantir la precisió del moviment i la velocitat del braç. Al mateix temps, el material del braç ha de tenir les característiques d'alta resistència i pes lleuger per satisfer les necessitats de moviment ràpid i transport d'objectes pesats. 3. Efector final És la part del braç del robot que contacta directament amb l'objecte de treball, i la seva funció és similar a la d'una mà humana. Hi ha molts tipus d'efectors finals, i els comuns són pinces, ventoses, pistoles polvoritzadores, etc. La pinça es pot personalitzar segons la forma i la mida de l'objecte i s'utilitza per agafar objectes de diverses formes; la ventosa utilitza el principi de pressió negativa per absorbir l'objecte i és adequada per a objectes amb superfícies planes; la pistola es pot utilitzar per polvorització, soldadura i altres operacions.
(II) Sistema d'accionament
1. Accionament del motor El motor és un dels mètodes d'accionament més utilitzats en el braç del robot. Els motors de corrent continu, els motors de corrent altern i els motors pas a pas es poden utilitzar per impulsar el moviment conjunt del braç del robot. L'accionament del motor té els avantatges d'una alta precisió de control, velocitat de resposta ràpida i ampli rang de regulació de velocitat. Controlant la velocitat i la direcció del motor, la trajectòria de moviment del braç del robot es pot controlar amb precisió. Al mateix temps, el motor també es pot utilitzar juntament amb diversos reductors per augmentar el parell de sortida per satisfer les necessitats del braç del robot quan es transporten objectes pesats. 2. Accionament hidràulic L'accionament hidràulic s'utilitza àmpliament en alguns braços de robot que requereixen una gran potència. El sistema hidràulic pressiona l'oli hidràulic a través d'una bomba hidràulica per impulsar el cilindre hidràulic o el motor hidràulic perquè funcioni, realitzant així el moviment del braç del robot. L'accionament hidràulic té els avantatges d'alta potència, velocitat de resposta ràpida i alta fiabilitat. És adequat per a alguns braços de robot pesats i ocasions que requereixen una acció ràpida. Tanmateix, el sistema hidràulic també té els inconvenients de fuites, alt cost de manteniment i alts requisits per a l'entorn de treball. 3. Accionament pneumàtic L'accionament pneumàtic utilitza aire comprimit com a font d'energia per impulsar cilindres i altres actuadors perquè funcionin. L'accionament pneumàtic té els avantatges d'una estructura senzilla, baix cost i alta velocitat. És adequat per a algunes ocasions on no es requereix potència i precisió. Tanmateix, la potència del sistema pneumàtic és relativament petita, la precisió de control també és baixa i ha d'estar equipat amb una font d'aire comprimit i components pneumàtics relacionats.
(III) Sistema de control
1. Controlador El controlador és el cervell del braç del robot, responsable de rebre diverses instruccions i controlar les accions del sistema d'accionament i l'estructura mecànica segons les instruccions. El controlador sol utilitzar un microprocessador, un controlador lògic programable (PLC) o un xip de control de moviment dedicat. Pot aconseguir un control precís de la posició, velocitat, acceleració i altres paràmetres del braç del robot, i també pot processar la informació retroalimentada per diversos sensors per aconseguir un control de llaç tancat. El controlador es pot programar de diverses maneres, incloent programació gràfica, programació de text, etc., de manera que els usuaris puguin programar i depurar segons les diferents necessitats. 2. Sensors El sensor és una part important de la percepció que el braç del robot té de l'entorn extern i del seu propi estat. El sensor de posició pot controlar la posició de cada articulació del braç del robot en temps real per garantir la precisió del moviment del braç del robot; el sensor de força pot detectar la força del braç del robot quan agafa l'objecte per evitar que l'objecte llisqui o es faci malbé; el sensor visual pot reconèixer i localitzar l'objecte de treball i millorar el nivell d'intel·ligència del braç del robot. A més, hi ha sensors de temperatura, sensors de pressió, etc., que s'utilitzen per controlar l'estat de treball i els paràmetres ambientals del braç del robot.
2.La classificació del braç del robot es classifica generalment segons la forma estructural, el mode de conducció i el camp d'aplicació
(I) Classificació per forma estructural
1. Braç de coordenades cartesianes El braç d'aquest braç de robot es mou al llarg dels tres eixos de coordenades del sistema de coordenades rectangulars, és a dir, els eixos X, Y i Z. Té els avantatges d'una estructura senzilla, un control convenient, una alta precisió de posicionament, etc., i és adequat per a algunes tasques de manipulació, muntatge i processament senzilles. Tanmateix, l'espai de treball del braç del robot de coordenades rectangulars és relativament petit i la flexibilitat és deficient.
2. Braç del robot de coordenades cilíndriques El braç del braç del robot de coordenades cilíndriques està format per una articulació giratòria i dues articulacions lineals, i el seu espai de moviment és cilíndric. Té els avantatges d'una estructura compacta, un gran rang de treball, un moviment flexible, etc., i és adequat per a algunes tasques de complexitat mitjana. Tanmateix, la precisió de posicionament del braç del robot de coordenades cilíndriques és relativament baixa i la dificultat de control és relativament alta.
3. Braç del robot de coordenades esfèriques El braç del braç del robot de coordenades esfèriques consta de dues articulacions giratòries i una articulació lineal, i el seu espai de moviment és esfèric. Té els avantatges d'un moviment flexible, un gran rang de treball i la capacitat d'adaptar-se a entorns de treball complexos. És adequat per a algunes tasques que requereixen alta precisió i alta flexibilitat. Tanmateix, l'estructura del braç del robot de coordenades esfèriques és complexa, la dificultat de control és gran i el cost també és elevat.
4. Braç articulat del robot El braç articulat del robot imita l'estructura del braç humà, consta de múltiples articulacions giratòries i pot aconseguir diversos moviments semblants al braç humà. Té els avantatges d'un moviment flexible, un gran rang de treball i la capacitat d'adaptar-se a entorns de treball complexos. Actualment és el tipus de braç robòtic més utilitzat.
Tanmateix, el control dels braços robòtics articulats és difícil i requereix una alta tecnologia de programació i depuració.
(II) Classificació per mode de conducció
1. Braços robòtics elèctrics Els braços robòtics elèctrics utilitzen motors com a dispositius d'accionament, que tenen els avantatges d'una gran precisió de control, velocitat de resposta ràpida i baix soroll. És adequat per a algunes ocasions amb alts requisits de precisió i velocitat, com ara la fabricació electrònica, equips mèdics i altres indústries. 2. Braços robòtics hidràulics Els braços robòtics hidràulics utilitzen dispositius d'accionament hidràulic, que tenen els avantatges d'una gran potència, una gran fiabilitat i una gran adaptabilitat. És adequat per a alguns braços robòtics pesats i ocasions que requereixen una gran potència, com ara la construcció, la mineria i altres indústries. 3. Braços robòtics pneumàtics Els braços robòtics pneumàtics utilitzen dispositius d'accionament pneumàtic, que tenen els avantatges d'una estructura senzilla, baix cost i alta velocitat. És adequat per a algunes ocasions que no requereixen una gran potència i precisió, com ara l'embalatge, la impressió i altres indústries.
(III) Classificació per camp d'aplicació
1. Braços robòtics industrials Els braços robòtics industrials s'utilitzen principalment en camps de producció industrial, com ara la fabricació d'automòbils, la fabricació de productes electrònics i el processament mecànic. Pot realitzar una producció automatitzada, millorar l'eficiència de la producció i la qualitat del producte. 2. Braç robòtic de servei El braç robòtic de servei s'utilitza principalment en indústries de serveis, com ara la medicina, la restauració, els serveis a la llar, etc. Pot proporcionar a les persones diversos serveis, com ara infermeria, lliurament de menjars, neteja, etc.
Els canvis que els braços robòtics aporten a la producció de fabricació industrial no són només l'automatització i l'eficiència de les operacions, sinó que també el model de gestió modern que l'acompanya ha canviat molt els mètodes de producció i la competitivitat del mercat de les empreses. L'aplicació de braços robòtics és una bona oportunitat perquè les empreses ajustin la seva estructura industrial i actualitzin i transformin.
Hora de publicació: 24-set-2024
