Notícies de la indústria
0102030405
Robot industrial de set eixos vs robot industrial de sis eixos, quina és la força?
08-12-2023
En els darrers anys, els gegants de robots multinacionals han llançat robots industrials de set eixos per apoderar-se del nou mercat de gamma alta, fet que ha provocat la nostra reflexió en profunditat sobre el robot industrial de set eixos. Quins són els seus avantatges tècnics únics, les dificultats d'investigació i desenvolupament i quins productes de robots industrials de set eixos s'han llançat internacionalment en els darrers anys? Quants eixos hauria de tenir un robot industrial?
Actualment, els robots industrials s'han utilitzat àmpliament en tots els àmbits de la vida, però també hem trobat que els robots industrials no només tenen diferents formes, sinó que també tenen diferents nombres d'eixos. L'anomenat eix de robot industrial es pot explicar amb el terme professional grau de llibertat. Si el robot té tres graus de llibertat, es pot moure lliurement al llarg dels eixos X, y i Z, però no pot inclinar-se ni girar. Quan augmenta el nombre d'eixos del robot, és més flexible per al robot. Quants eixos haurien de tenir els robots industrials? El robot de tres eixos també s'anomena coordenada cartesiana o robot cartesià. Els seus tres eixos poden permetre que el robot es mogui al llarg dels tres eixos. Aquest tipus de robot s'utilitza generalment en treballs de manipulació senzills. 
El robot de quatre eixos pot girar al llarg dels eixos X, y i Z. A diferència del robot de tres eixos, té un quart eix independent. En termes generals, el robot SCARA es pot considerar com un robot de quatre eixos. Cinc eixos és la configuració de molts robots industrials. Aquests robots poden girar a través de tres cicles espacials de X, y i Z. al mateix temps, poden girar-se confiant en l'eix de la base i l'eix amb rotació flexible de la mà, la qual cosa augmenta la seva flexibilitat. El robot de sis eixos pot passar pels eixos X, y i Z, i cada eix pot girar de manera independent. La diferència més gran amb el robot de cinc eixos és que hi ha un eix addicional que pot girar lliurement. El representant del robot de sis eixos és el robot youao. A través de la coberta blava del robot, podeu calcular clarament el nombre d'eixos del robot. Robot de set eixos, també conegut com a robot redundant, en comparació amb el robot de sis eixos, l'eix addicional permet al robot evitar alguns objectius específics, facilitar que l'efector final assoleixi una posició específica i s'adapti amb més flexibilitat a algun entorn de treball especial. Amb l'augment del nombre d'eixos, també augmenta la flexibilitat del robot. Tanmateix, en les aplicacions industrials actuals, els robots industrials de tres, quatre eixos i sis eixos s'utilitzen més. Això es deu al fet que en algunes aplicacions no es requereix una gran flexibilitat, els robots de tres i quatre eixos tenen una major rendibilitat i els robots de tres i quatre eixos també tenen grans avantatges en velocitat. En el futur, a la indústria 3C que necessita una gran flexibilitat, el robot industrial de set eixos tindrà un lloc on jugar. Amb la seva precisió creixent, substituirà el muntatge manual de productes electrònics de precisió com ara telèfons mòbils en un futur proper. Quin és l'avantatge del robot industrial de set eixos sobre el robot industrial de sis eixos? Tècnicament, quins són els problemes dels robots industrials de sis eixos i quins són els punts forts dels robots industrials de set eixos? (1) Millorar les característiques cinemàtiques En la cinemàtica del robot, tres problemes fan que el moviment del robot sigui molt limitat. La primera és la configuració singular. Quan el robot es troba en una configuració singular, el seu efector final no es pot moure en una direcció determinada ni aplicar un parell de torsió, de manera que la configuració singular afecta molt la planificació del moviment. El sisè eix i el quart eix del robot de sis eixos són colineals El segon és l'excés de desplaçament conjunt. En la situació de treball real, el rang d'angle de cada articulació del robot és limitat. L'estat ideal és més o menys 180 graus, però moltes articulacions no ho poden fer. A més, el robot de set eixos pot evitar un moviment de velocitat angular massa ràpid i fer que la distribució de la velocitat angular sigui més uniforme. Interval de moviment i velocitat angular màxima de cada eix del robot de set eixos Xinsong En tercer lloc, hi ha obstacles en l'entorn laboral. En l'entorn industrial, hi ha diversos obstacles ambientals en moltes ocasions. El robot tradicional de sis eixos no només pot canviar l'actitud del mecanisme final sense canviar la posició del mecanisme final. (2) Millorar les característiques dinàmiques Per al robot de set eixos, l'ús dels seus graus de llibertat redundants no només pot aconseguir bones característiques cinemàtiques mitjançant la planificació de la trajectòria, sinó també utilitzar la seva estructura per aconseguir el millor rendiment dinàmic. El robot de set eixos pot realitzar la redistribució del parell conjunt, que implica el problema de l'equilibri estàtic del robot, és a dir, la força que actua a l'extrem es pot calcular mitjançant un determinat algorisme. Per al robot tradicional de sis eixos, la força de cada articulació és certa i la seva distribució pot ser molt poc raonable. Tanmateix, per al robot de set eixos, podem ajustar el parell de cada articulació mitjançant l'algoritme de control per fer que el parell suportat per l'enllaç feble sigui el més petit possible, de manera que la distribució del parell de tot el robot sigui més uniforme i més raonable. (3) Tolerància a errors En cas de fallada, si falla una articulació, el robot tradicional de sis eixos no pot continuar completant el treball, mentre que el robot de set eixos pot continuar funcionant amb normalitat reajustant la redistribució de la velocitat de l'articulació fallida (tolerància a fallades cinemàtiques) i el parell de torsió de l'articulació fallida (tolerància a fallades dinàmiques). 
Cada braç de Yumi té set graus de llibertat i el pes corporal és de 38 kg. La càrrega de cada braç és de 0,5 kg i la precisió de posicionament repetida pot arribar als 0,02 mm. Per tant, és especialment adequat per al muntatge de peces petites, béns de consum, joguines i altres camps. Des de les peces de precisió dels rellotges mecànics fins al processament de telèfons mòbils, tauletes i peces d'ordinador d'escriptori, Yumi no és cap problema, cosa que reflecteix les excel·lents característiques del robot redundant, com ara l'ampliació de l'espai de treball accessible, la flexibilitat, l'agilitat i la precisió. -Yaskawa Motoman SIA YASKAWA electric, un conegut fabricant de robots al Japó i una de les "quatre famílies", també ha llançat una sèrie de productes de robot de set eixos. Els robots de la sèrie SIA són robots lleugers i àgils de set eixos, que poden proporcionar flexibilitat humanoide i accelerar ràpidament. El disseny lleuger i estilitzat d'aquesta sèrie de robots el fa molt adequat per a la instal·lació en un espai estret. La sèrie SIA pot proporcionar una càrrega útil elevada (5 kg a 50 kg) i un gran rang de treball (559 mm a 1630 mm), que és molt adequat per al muntatge, emmotllament per injecció, inspecció i altres operacions. A més dels productes de robot lleuger de set eixos, Yaskawa també ha llançat el sistema de soldadura de robot de set eixos. El seu alt grau de llibertat pot mantenir la postura més adequada en la mesura del possible per aconseguir un efecte de soldadura d'alta qualitat, especialment adequat per a la soldadura de superfícies interiors i aconseguir la millor posició d'aproximació. A més, el producte pot tenir un disseny d'alta densitat, evitar fàcilment la interferència entre ell i l'eix i la peça de treball i mostrar la seva excel·lent funció d'evitació d'obstacles. -Com més intel·ligent, més Presto mr20 Ja a finals de 2007, Na bueryue va desenvolupar el robot de set graus de llibertat "Presto mr20". En adoptar el disseny de set eixos, el robot pot realitzar un flux de treball més complex i moure's en una àrea de treball estreta com un braç humà. A més, la part frontal del robot El parell de (canell) és aproximadament el doble que el robot tradicional de sis eixos original. El parell de la configuració estàndard és de 20 kg. En establir el rang d'acció, pot transportar fins a 30 kg d'articles, el rang de treball és de 1260 mm i la precisió de posicionament repetida és de 0,1 mm. En adoptar l'estructura de set eixos, mr20 pot treballar des del costat de la màquina-eina quan agafa i col·loca peces a la màquina-eina. D'aquesta manera, es millora l'eficiència de preparació i manteniment per endavant. L'espai entre màquines-eina es pot reduir a menys de la meitat del robot tradicional de sis eixos. 
A més, nazhibueryue també ha llançat dos robots industrials, mr35 (amb una càrrega de 35 kg) i mr50 (amb una càrrega de 50 kg), que es poden utilitzar en espais estrets i llocs amb obstacles. -Robot industrial OTC de set eixos El grup Odish de Daihen al Japó ha llançat els últims robots de set eixos (fd-b4s, fd-b4ls, fd-v6s, fd-v6ls i fd-v20s). A causa de la rotació del setè eix, poden realitzar la mateixa acció de torsió que els canells humans i la soldadura durant més d'una setmana; a més, els robots de set eixos són humans (fd-b4s, fd-b4ls) el cable de soldadura està amagat al cos del robot, de manera que no cal parar atenció a la interferència entre el robot, l'accessori de soldadura i la peça de treball durant el funcionament docent. L'acció és molt suau i s'ha millorat el grau de llibertat de la postura de la soldadura, cosa que pot compensar el defecte que el robot tradicional no pot entrar a la soldadura a causa de la interferència amb la peça de treball o el dispositiu de soldadura. -Baxter i Sawyer de repensar la robòtica Rethink Robotics és un pioner dels robots cooperatius. Entre ells, el robot de doble braç Baxter, que es va desenvolupar per primera vegada, té set graus de llibertat als dos braços i el rang de treball màxim d'un braç és de 1210 mm. Baxter pot processar dues tasques diferents al mateix temps per augmentar l'aplicabilitat, o processar la mateixa tasca en temps real per maximitzar la producció. Sawyer, llançat l'any passat, és un robot de set eixos d'un sol braç. Les seves juntes flexibles utilitzen el mateix actuador elàstic de sèrie, però l'actuador utilitzat en les seves juntes s'ha redissenyat per fer-lo més petit. Com que s'adopta el disseny de set eixos i el rang de treball s'amplia a 100 mm, pot completar la tasca de treball amb una càrrega més gran i la càrrega pot arribar als 4 kg, que és molt més gran que la càrrega útil de 2,2 kg del robot Baxter. -Robot de set eixos de Yamaha sèrie Ya El 2015, Yamaha va llançar tres robots de set eixos "ya-u5f", "ya-u10f" i "ya-u20f", que són impulsats i controlats pel nou controlador "ya-c100". El robot de 7 eixos té un eix electrònic equivalent al colze humà, de manera que pot completar lliurement flexió, torsió, extensió i altres accions. Fins i tot a la bretxa estreta on és difícil que el robot realitzi l'operació per sota dels 6 eixos, el funcionament i la configuració es poden completar sense problemes. A més, també pot adonar-se de la posició baixa a la gatzoneta i de l'acció d'enrotllar la part posterior del dispositiu. S'adopta l'actuador amb estructura buida i el cable del dispositiu i la mànega d'aire estan integrats al braç mecànic, que no interferirà amb l'equip circumdant i pot realitzar una línia de producció compacta.
El robot de quatre eixos pot girar al llarg dels eixos X, y i Z. A diferència del robot de tres eixos, té un quart eix independent. En termes generals, el robot SCARA es pot considerar com un robot de quatre eixos. Cinc eixos és la configuració de molts robots industrials. Aquests robots poden girar a través de tres cicles espacials de X, y i Z. al mateix temps, poden girar-se confiant en l'eix de la base i l'eix amb rotació flexible de la mà, la qual cosa augmenta la seva flexibilitat. El robot de sis eixos pot passar pels eixos X, y i Z, i cada eix pot girar de manera independent. La diferència més gran amb el robot de cinc eixos és que hi ha un eix addicional que pot girar lliurement. El representant del robot de sis eixos és el robot youao. A través de la coberta blava del robot, podeu calcular clarament el nombre d'eixos del robot. Robot de set eixos, també conegut com a robot redundant, en comparació amb el robot de sis eixos, l'eix addicional permet al robot evitar alguns objectius específics, facilitar que l'efector final assoleixi una posició específica i s'adapti amb més flexibilitat a algun entorn de treball especial. Amb l'augment del nombre d'eixos, també augmenta la flexibilitat del robot. Tanmateix, en les aplicacions industrials actuals, els robots industrials de tres, quatre eixos i sis eixos s'utilitzen més. Això es deu al fet que en algunes aplicacions no es requereix una gran flexibilitat, els robots de tres i quatre eixos tenen una major rendibilitat i els robots de tres i quatre eixos també tenen grans avantatges en velocitat. En el futur, a la indústria 3C que necessita una gran flexibilitat, el robot industrial de set eixos tindrà un lloc on jugar. Amb la seva precisió creixent, substituirà el muntatge manual de productes electrònics de precisió com ara telèfons mòbils en un futur proper. Quin és l'avantatge del robot industrial de set eixos sobre el robot industrial de sis eixos? Tècnicament, quins són els problemes dels robots industrials de sis eixos i quins són els punts forts dels robots industrials de set eixos? (1) Millorar les característiques cinemàtiques En la cinemàtica del robot, tres problemes fan que el moviment del robot sigui molt limitat. La primera és la configuració singular. Quan el robot es troba en una configuració singular, el seu efector final no es pot moure en una direcció determinada ni aplicar un parell de torsió, de manera que la configuració singular afecta molt la planificació del moviment. El sisè eix i el quart eix del robot de sis eixos són colineals El segon és l'excés de desplaçament conjunt. En la situació de treball real, el rang d'angle de cada articulació del robot és limitat. L'estat ideal és més o menys 180 graus, però moltes articulacions no ho poden fer. A més, el robot de set eixos pot evitar un moviment de velocitat angular massa ràpid i fer que la distribució de la velocitat angular sigui més uniforme. Interval de moviment i velocitat angular màxima de cada eix del robot de set eixos Xinsong En tercer lloc, hi ha obstacles en l'entorn laboral. En l'entorn industrial, hi ha diversos obstacles ambientals en moltes ocasions. El robot tradicional de sis eixos no només pot canviar l'actitud del mecanisme final sense canviar la posició del mecanisme final. (2) Millorar les característiques dinàmiques Per al robot de set eixos, l'ús dels seus graus de llibertat redundants no només pot aconseguir bones característiques cinemàtiques mitjançant la planificació de la trajectòria, sinó també utilitzar la seva estructura per aconseguir el millor rendiment dinàmic. El robot de set eixos pot realitzar la redistribució del parell conjunt, que implica el problema de l'equilibri estàtic del robot, és a dir, la força que actua a l'extrem es pot calcular mitjançant un determinat algorisme. Per al robot tradicional de sis eixos, la força de cada articulació és certa i la seva distribució pot ser molt poc raonable. Tanmateix, per al robot de set eixos, podem ajustar el parell de cada articulació mitjançant l'algoritme de control per fer que el parell suportat per l'enllaç feble sigui el més petit possible, de manera que la distribució del parell de tot el robot sigui més uniforme i més raonable. (3) Tolerància a errors En cas de fallada, si falla una articulació, el robot tradicional de sis eixos no pot continuar completant el treball, mentre que el robot de set eixos pot continuar funcionant amb normalitat reajustant la redistribució de la velocitat de l'articulació fallida (tolerància a fallades cinemàtiques) i el parell de torsió de l'articulació fallida (tolerància a fallades dinàmiques). Productes de robots industrials de set eixos de gegants internacionals
Ja sigui des del punt de vista del producte o des del punt de vista de l'aplicació, el robot industrial de set eixos encara es troba en l'etapa de desenvolupament preliminar, però els principals fabricants han impulsat productes rellevants a les principals exposicions. Es pot imaginar que són molt optimistes sobre el seu potencial de desenvolupament futur. -KUKA LBR iiwa El novembre de 2014, KUKA va llançar per primera vegada el primer robot lbriiwa sensible a la llum de 7 DOF de KUKA a l'exposició de robots de la Xina International Industry Expo. El robot Lbriiwa de set eixos està dissenyat basat en el braç humà. Combinat amb un sistema de sensors integrat, el robot lleuger té una sensibilitat programable i una precisió molt alta. Tots els eixos de lbriiwa de set eixos estan equipats amb una funció de detecció de col·lisions d'alt rendiment i un sensor de parell conjunt integrat per realitzar la cooperació home-màquina. El disseny de set eixos fa que el producte de KUKA tingui una gran flexibilitat i pugui travessar obstacles fàcilment. L'estructura del robot lbriiwa està feta d'alumini i el seu propi pes és de només 23,9 kg. Hi ha dos tipus de càrregues, 7 kg i 14 kg respectivament, el que el converteix en el primer robot lleuger amb una càrrega de més de 10 kg. - ABB YuMi El 13 d'abril de 2015, abb va llançar oficialment el primer robot industrial de doble braç del món, Yumi, que realment realitza la cooperació home-màquina al mercat a l'Exposició Industrial de Hannover, Alemanya. Cada braç de Yumi té set graus de llibertat i el pes corporal és de 38 kg. La càrrega de cada braç és de 0,5 kg i la precisió de posicionament repetida pot arribar als 0,02 mm. Per tant, és especialment adequat per al muntatge de peces petites, béns de consum, joguines i altres camps. Des de les peces de precisió dels rellotges mecànics fins al processament de telèfons mòbils, tauletes i peces d'ordinador d'escriptori, Yumi no és cap problema, cosa que reflecteix les excel·lents característiques del robot redundant, com ara l'ampliació de l'espai de treball accessible, la flexibilitat, l'agilitat i la precisió. -Yaskawa Motoman SIA YASKAWA electric, un conegut fabricant de robots al Japó i una de les "quatre famílies", també ha llançat una sèrie de productes de robot de set eixos. Els robots de la sèrie SIA són robots lleugers i àgils de set eixos, que poden proporcionar flexibilitat humanoide i accelerar ràpidament. El disseny lleuger i estilitzat d'aquesta sèrie de robots el fa molt adequat per a la instal·lació en un espai estret. La sèrie SIA pot proporcionar una càrrega útil elevada (5 kg a 50 kg) i un gran rang de treball (559 mm a 1630 mm), que és molt adequat per al muntatge, emmotllament per injecció, inspecció i altres operacions. A més dels productes de robot lleuger de set eixos, Yaskawa també ha llançat el sistema de soldadura de robot de set eixos. El seu alt grau de llibertat pot mantenir la postura més adequada en la mesura del possible per aconseguir un efecte de soldadura d'alta qualitat, especialment adequat per a la soldadura de superfícies interiors i aconseguir la millor posició d'aproximació. A més, el producte pot tenir un disseny d'alta densitat, evitar fàcilment la interferència entre ell i l'eix i la peça de treball i mostrar la seva excel·lent funció d'evitació d'obstacles. -Com més intel·ligent, més Presto mr20 Ja a finals de 2007, Na bueryue va desenvolupar el robot de set graus de llibertat "Presto mr20". En adoptar el disseny de set eixos, el robot pot realitzar un flux de treball més complex i moure's en una àrea de treball estreta com un braç humà. A més, la part frontal del robot El parell de (canell) és aproximadament el doble que el robot tradicional de sis eixos original. El parell de la configuració estàndard és de 20 kg. En establir el rang d'acció, pot transportar fins a 30 kg d'articles, el rang de treball és de 1260 mm i la precisió de posicionament repetida és de 0,1 mm. En adoptar l'estructura de set eixos, mr20 pot treballar des del costat de la màquina-eina quan agafa i col·loca peces a la màquina-eina. D'aquesta manera, es millora l'eficiència de preparació i manteniment per endavant. L'espai entre màquines-eina es pot reduir a menys de la meitat del robot tradicional de sis eixos. A més, nazhibueryue també ha llançat dos robots industrials, mr35 (amb una càrrega de 35 kg) i mr50 (amb una càrrega de 50 kg), que es poden utilitzar en espais estrets i llocs amb obstacles. -Robot industrial OTC de set eixos El grup Odish de Daihen al Japó ha llançat els últims robots de set eixos (fd-b4s, fd-b4ls, fd-v6s, fd-v6ls i fd-v20s). A causa de la rotació del setè eix, poden realitzar la mateixa acció de torsió que els canells humans i la soldadura durant més d'una setmana; a més, els robots de set eixos són humans (fd-b4s, fd-b4ls) el cable de soldadura està amagat al cos del robot, de manera que no cal parar atenció a la interferència entre el robot, l'accessori de soldadura i la peça de treball durant el funcionament docent. L'acció és molt suau i s'ha millorat el grau de llibertat de la postura de la soldadura, cosa que pot compensar el defecte que el robot tradicional no pot entrar a la soldadura a causa de la interferència amb la peça de treball o el dispositiu de soldadura. -Baxter i Sawyer de repensar la robòtica Rethink Robotics és un pioner dels robots cooperatius. Entre ells, el robot de doble braç Baxter, que es va desenvolupar per primera vegada, té set graus de llibertat als dos braços i el rang de treball màxim d'un braç és de 1210 mm. Baxter pot processar dues tasques diferents al mateix temps per augmentar l'aplicabilitat, o processar la mateixa tasca en temps real per maximitzar la producció. Sawyer, llançat l'any passat, és un robot de set eixos d'un sol braç. Les seves juntes flexibles utilitzen el mateix actuador elàstic de sèrie, però l'actuador utilitzat en les seves juntes s'ha redissenyat per fer-lo més petit. Com que s'adopta el disseny de set eixos i el rang de treball s'amplia a 100 mm, pot completar la tasca de treball amb una càrrega més gran i la càrrega pot arribar als 4 kg, que és molt més gran que la càrrega útil de 2,2 kg del robot Baxter. -Robot de set eixos de Yamaha sèrie Ya El 2015, Yamaha va llançar tres robots de set eixos "ya-u5f", "ya-u10f" i "ya-u20f", que són impulsats i controlats pel nou controlador "ya-c100". El robot de 7 eixos té un eix electrònic equivalent al colze humà, de manera que pot completar lliurement flexió, torsió, extensió i altres accions. Fins i tot a la bretxa estreta on és difícil que el robot realitzi l'operació per sota dels 6 eixos, el funcionament i la configuració es poden completar sense problemes. A més, també pot adonar-se de la posició baixa a la gatzoneta i de l'acció d'enrotllar la part posterior del dispositiu. S'adopta l'actuador amb estructura buida i el cable del dispositiu i la mànega d'aire estan integrats al braç mecànic, que no interferirà amb l'equip circumdant i pot realitzar una línia de producció compacta.