Com o rápido desenvolvimento da indústria de robótica, os robôs industriais têm sido amplamente utilizados em vários setores, desde o manuseio de materiais até a manutenção de máquinas, da soldagem ao corte, da montagem à pulverização. Descobrimos que esses robôs industriais têm diferentes formas e desempenho funcional. Então, o que determina a flexibilidade e a gama de atividades dos robôs industriais? Esse problema é bastante complexo, mas existe um fator chave que determina em grande parte a flexibilidade e a amplitude de movimento dos robôs, que é o grau de liberdade dos robôs industriais, comumente conhecido como número de eixos.
Quais são os graus de liberdade dos robôs industriais?
Geralmente usado como um indicador técnico para robôs, reflete a flexibilidade das ações do robô e pode ser representado pelo número de movimentos lineares, balanços ou rotações do eixo. O número de juntas que um mecanismo de robô pode mover independentemente é chamado de grau de liberdade do mecanismo de robô, abreviado como Grau de Liberdade, que é abreviado como DOF. O atual método de controle utilizado pelos robôs industriais é tratar cada junta do braço robótico como um servomecanismo separado, ou seja, cada eixo corresponde a um servidor, e cada servidor é controlado por meio de um barramento, que é controlado e coordenado pelo controlador. .
IS08373 explica os robôs industriais da seguinte forma: "Os robôs têm controle automático, reprogramabilidade e funções multifuncionais. O operador do robô tem três ou mais eixos programáveis. Em aplicações de automação industrial, a base do robô pode ser fixa ou móvel. Pode-se ver que o número de eixos de robôs industriais é um importante indicador técnico.
A Aplicação de Robôs com Diferentes Graus de Liberdade na Indústria
O número de eixos do robô determina seu grau de liberdade. É melhor ter mais graus de liberdade? Quanto mais graus de liberdade, mais próximo da função de ação da mão humana, e melhor sua versatilidade; No entanto, quanto mais graus de liberdade, mais complexa a estrutura e maiores os requisitos gerais para robôs, o que é uma contradição no projeto do robô. À medida que o número de eixos aumenta, a flexibilidade do robô também aumenta. No entanto, em aplicações industriais atuais, os mais comumente usados são robôs industriais de três eixos, quatro eixos, cinco eixos de braço duplo e seis eixos, e a seleção do número de eixos geralmente depende da aplicação específica. Isso ocorre porque, em algumas aplicações, não é necessária alta flexibilidade, enquanto os robôs de três e quatro eixos têm maior custo-benefício, e os robôs de três e quatro eixos também têm vantagens significativas em velocidade. Se for apenas para algumas aplicações simples, como coleta e colocação de peças entre correias transportadoras, um robô de quatro eixos é suficiente. Se o robô precisar trabalhar em um espaço estreito e o braço robótico precisar torcer e inverter, um robô de seis ou sete eixos é a melhor escolha.
Atualmente, os robôs de seis eixos são os mais utilizados na área industrial. Um robô industrial com seis articulações é muito semelhante a um braço humano, com partes equivalentes a ombros, cotovelos e pulsos. Seus "ombros" geralmente são instalados em uma estrutura de base fixa. A função de um braço humano é mover a mão para diferentes posições, enquanto a função de um robô de seis eixos é mover o efetor final e instalar vários atuadores adequados para cenários de aplicação específicos no final do braço robótico, como garras, lâmpadas de pulverização, brocas e pulverizadores, para concluir diferentes tarefas de trabalho.
Recentemente, vários fabricantes de robôs lançaram os mais recentes robôs colaborativos homem-máquina, quase todos os quais usam robôs industriais com grau de liberdade redundante de sete eixos. Fabricantes de robôs de renome internacional fizeram esforços para lançar novos produtos para robôs de sete eixos para conquistar o novo mercado de ponta. No entanto, em comparação com os robôs industriais tradicionais de quatro e seis eixos, a lacuna nos tipos de produtos e na proporção de vendas é atualmente muito significativa.
A tendência de desenvolvimento de robôs redundantes com grau de liberdade
Seis graus de liberdade são o número mínimo de graus de liberdade que têm a capacidade de completar o posicionamento espacial. Robôs com mais de seis eixos são referidos coletivamente como robôs redundantes com graus de liberdade. A pesquisa da cinemática do robô visa resolver o movimento ou rotação de cada articulação quando o efetor final do manipulador do robô atinge uma determinada posição no espaço, que é a pedra angular e a chave de toda a robótica. Com o rápido desenvolvimento da civilização humana, os robôs são obrigados a concluir tarefas em muitos ambientes industriais, de alta altitude, de águas profundas, de lixo nuclear e de trabalho perigoso. Isso exige mais confiabilidade, operabilidade e inteligência do controle de movimento do robô. No futuro, à medida que sua precisão continua a aumentar, os robôs redundantes com grau de liberdade terão mais vantagens em evitar obstáculos, superar pontos singulares, flexibilidade e tolerância a falhas. Diante de ambientes de trabalho complexos e demandas de trabalho em constante mudança, os robôs industriais com grau redundante de liberdade terão mais lugares para usar. Acredito que em um futuro próximo, substituirá o trabalho manual por operações mais precisas.