Siebenachsiger Industrieroboter vs. sechsachsiger Industrieroboter, was ist die Stärke?

Heutzutage sind Industrieroboter in allen Lebensbereichen weit verbreitet, wir haben jedoch auch festgestellt, dass Industrieroboter nicht nur unterschiedliche Formen haben, sondern auch eine unterschiedliche Anzahl von Achsen. Die sogenannte Achse von Industrierobotern lässt sich mit dem Fachbegriff Freiheitsgrad erklären. Wenn der Roboter über drei Freiheitsgrade verfügt, kann er sich entlang der X-, Y- und Z-Achse frei bewegen, jedoch nicht neigen oder drehen. Wenn die Anzahl der Achsen des Roboters zunimmt, ist der Roboter flexibler. Wie viele Achsen sollten Industrieroboter haben? Der dreiachsige Roboter wird auch als kartesischer Koordinatenroboter oder kartesischer Roboter bezeichnet. Seine drei Achsen können es dem Roboter ermöglichen, sich entlang der drei Achsen zu bewegen. Diese Art von Robotern wird in der Regel bei einfachen Handhabungsarbeiten eingesetzt. Der Vier-Achsen-Roboter kann entlang der X-, Y- und Z-Achse rotieren. Im Gegensatz zum Drei-Achsen-Roboter verfügt er über eine unabhängige vierte Achse. Im Allgemeinen kann der SCARA-Roboter als vierachsiger Roboter betrachtet werden. Fünf Achsen sind die Konfiguration vieler Industrieroboter. Diese Roboter können sich durch drei Raumzyklen von X, Y und Z drehen. Gleichzeitig können sie sich umdrehen, indem sie sich auf die Achse auf der Basis und die Achse mit flexibler Drehung der Hand verlassen, was ihre Flexibilität erhöht. Der sechsachsige Roboter kann durch die X-, Y- und Z-Achse fahren und jede Achse kann unabhängig rotieren. Der größte Unterschied zum Fünf-Achsen-Roboter besteht darin, dass es eine zusätzliche Achse gibt, die sich frei drehen kann. Der Vertreter des sechsachsigen Roboters ist der Youao-Roboter. Durch die blaue Abdeckung am Roboter können Sie die Anzahl der Achsen des Roboters eindeutig berechnen. Sieben-Achsen-Roboter, auch Redundanzroboter genannt, ermöglichen es dem Roboter im Vergleich zu Sechs-Achsen-Robotern durch die zusätzliche Achse, bestimmten Zielen auszuweichen, dem Endeffektor das Erreichen einer bestimmten Position zu erleichtern und sich flexibler an eine spezielle Arbeitsumgebung anzupassen. Mit der Erhöhung der Achsenzahl steigt auch die Flexibilität des Roboters. In den aktuellen industriellen Anwendungen werden jedoch am häufigsten dreiachsige, vierachsige und sechsachsige Industrieroboter eingesetzt. Dies liegt daran, dass in einigen Anwendungen keine hohe Flexibilität erforderlich ist, drei- und vierachsige Roboter eine höhere Wirtschaftlichkeit aufweisen und drei- und vierachsige Roboter auch große Geschwindigkeitsvorteile aufweisen. In der 3C-Industrie, die eine hohe Flexibilität erfordert, wird in Zukunft der siebenachsige Industrieroboter eine Rolle spielen. Mit seiner zunehmenden Genauigkeit wird es in naher Zukunft die manuelle Montage von Präzisionselektronikprodukten wie Mobiltelefonen ersetzen. Was ist der Vorteil eines siebenachsigen Industrieroboters gegenüber einem sechsachsigen Industrieroboter? Was sind technisch gesehen die Probleme bei sechsachsigen Industrierobotern und wo liegen die Stärken siebenachsiger Industrieroboter? (1) Verbessern Sie die kinematischen Eigenschaften In der Kinematik von Robotern gibt es drei Probleme, die die Bewegung des Roboters sehr einschränken. Die erste ist die singuläre Konfiguration. Wenn sich der Roboter in einer singulären Konfiguration befindet, kann sich sein Endeffektor nicht in eine bestimmte Richtung bewegen oder ein Drehmoment aufbringen, sodass die singuläre Konfiguration großen Einfluss auf die Bewegungsplanung hat. Die sechste Achse und die vierte Achse des sechsachsigen Roboters sind kollinear Das zweite Problem ist die Überschreitung der Gelenkverschiebung. In der realen Arbeitssituation ist der Winkelbereich jedes Gelenks des Roboters begrenzt. Der Idealzustand liegt bei plus/minus 180 Grad, viele Gelenke schaffen das aber nicht. Darüber hinaus kann der siebenachsige Roboter eine zu schnelle Winkelgeschwindigkeitsbewegung vermeiden und die Winkelgeschwindigkeitsverteilung gleichmäßiger gestalten. Bewegungsbereich und maximale Winkelgeschwindigkeit jeder Achse des siebenachsigen Xinsong-Roboters Drittens gibt es Hindernisse im Arbeitsumfeld. Im industriellen Umfeld gibt es in vielen Fällen verschiedene Umwelthindernisse. Der herkömmliche Sechs-Achsen-Roboter kann nicht nur die Haltung des Endmechanismus ändern, ohne die Position des Endmechanismus zu ändern. (2) Verbessern Sie die dynamischen Eigenschaften Für den siebenachsigen Roboter können durch die Nutzung seiner redundanten Freiheitsgrade nicht nur gute kinematische Eigenschaften durch Trajektorienplanung erreicht werden, sondern auch seine Struktur genutzt werden, um die beste dynamische Leistung zu erzielen. Der siebenachsige Roboter kann die Umverteilung des Gelenkdrehmoments realisieren, was das Problem des statischen Gleichgewichts des Roboters mit sich bringt, das heißt, die auf das Ende wirkende Kraft kann durch einen bestimmten Algorithmus berechnet werden. Beim herkömmlichen Sechs-Achsen-Roboter ist die Kraft jedes Gelenks sicher und ihre Verteilung kann sehr unangemessen sein. Beim siebenachsigen Roboter können wir jedoch das Drehmoment jedes Gelenks über den Steueralgorithmus anpassen, um das vom schwachen Glied getragene Drehmoment so gering wie möglich zu halten, sodass die Drehmomentverteilung des gesamten Roboters gleichmäßiger und vernünftiger ist. (3) Fehlertoleranz Im Fehlerfall, wenn ein Gelenk ausfällt, kann der herkömmliche Sechs-Achsen-Roboter die Arbeit nicht weiter ausführen, während der Sieben-Achsen-Roboter normal weiterarbeiten kann, indem er die Umverteilung der Geschwindigkeit des ausgefallenen Gelenks neu anpasst (kinematische Fehlertoleranz) und das Drehmoment der ausgefallenen Verbindung (dynamische Fehlertoleranz). Ob aus Produktsicht oder aus Anwendungssicht: Der siebenachsige Industrieroboter befindet sich noch im vorläufigen Entwicklungsstadium, aber große Hersteller haben relevante Produkte auf großen Ausstellungen vorangetrieben. Man kann sich vorstellen, dass sie hinsichtlich des zukünftigen Entwicklungspotenzials sehr optimistisch sind. - KUKA LBR iiwa Im November 2014 stellte KUKA erstmals auf der Roboterausstellung der China International Industry Expo den ersten lichtempfindlichen 7-DOF-Roboter lbriiwa von KUKA vor. Der siebenachsige Roboter von Lbriiwa basiert auf dem menschlichen Arm. In Kombination mit der integrierten Sensorik verfügt der Lichtroboter über eine programmierbare Empfindlichkeit und eine sehr hohe Genauigkeit. Alle Achsen des siebenachsigen lbriiwa sind mit einer leistungsstarken Kollisionserkennungsfunktion und einem integrierten Gelenkdrehmomentsensor ausgestattet, um die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine zu realisieren. Durch das siebenachsige Design verfügen die Produkte von KUKA über eine hohe Flexibilität und können problemlos Hindernisse überwinden. Die Struktur des lbriiwa-Roboters besteht aus Aluminium und sein Eigengewicht beträgt nur 23,9 kg. Es gibt zwei Arten von Lasten, 7 kg bzw. 14 kg, was ihn zum ersten Leichtroboter mit einer Last von mehr als 10 kg macht. - ABB YuMi Am 13. April 2015 brachte Abbb auf der Industrieausstellung in Hannover, Deutschland, offiziell den weltweit ersten zweiarmigen Industrieroboter Yumi auf den Markt, der die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine wirklich verwirklicht Jeder einzelne Arm von Yumi verfügt über sieben Freiheitsgrade und das Körpergewicht beträgt 38 kg. Die Belastung jedes Arms beträgt 0,5 kg und die wiederholte Positionierungsgenauigkeit kann 0,02 mm erreichen. Daher eignet es sich besonders für die Kleinteilemontage, Konsumgüter, Spielzeug und andere Bereiche. Von Präzisionsteilen mechanischer Uhren bis hin zur Bearbeitung von Mobiltelefonen, Tablet-Computern und Desktop-Computerteilen ist Yumi kein Problem, was die hervorragenden Eigenschaften des redundanten Roboters widerspiegelt, wie z. B. die Erweiterung des erreichbaren Arbeitsbereichs, Flexibilität, Agilität und Genauigkeit. -Yaskawa Motoman SIA YASKAWA electric, ein bekannter Roboterhersteller in Japan und eine der „vier Familien“, hat auch eine Reihe von siebenachsigen Roboterprodukten auf den Markt gebracht. Bei den Robotern der SIA-Serie handelt es sich um leichte, agile Sieben-Achsen-Roboter, die humanoide Flexibilität bieten und schnell beschleunigen können. Das leichte und stromlinienförmige Design dieser Roboterserie eignet sich sehr gut für die Installation auf engstem Raum. Die SIA-Serie bietet eine hohe Nutzlast (5 kg bis 50 kg) und einen großen Arbeitsbereich (559 mm bis 1630 mm), was sich sehr gut für Montage, Spritzguss, Inspektion und andere Vorgänge eignet. Zusätzlich zu den leichten Sieben-Achsen-Roboterprodukten hat Yaskawa auch das Sieben-Achsen-Roboterschweißsystem auf den Markt gebracht. Durch seinen hohen Freiheitsgrad kann die am besten geeignete Haltung so weit wie möglich beibehalten werden, um einen hochwertigen Schweißeffekt zu erzielen, der sich besonders für das Innenflächenschweißen eignet und die beste Annäherungsposition erreicht. Darüber hinaus verfügt das Produkt über ein hochdichtes Layout, vermeidet problemlos Störungen zwischen Welle und Werkstück und verfügt über eine hervorragende Hindernisvermeidungsfunktion. -Je intelligenter, desto mehr Presto mr20 Bereits Ende 2007 entwickelte Na Bueryue den Sieben-Freiheitsgrade-Roboter „Presto mr20“. Durch die Übernahme des Sieben-Achsen-Designs kann der Roboter komplexere Arbeitsabläufe ausführen und sich wie ein menschlicher Arm in einem engen Arbeitsbereich bewegen. Darüber hinaus ist das Drehmoment des vorderen Endes des Roboters (Handgelenk) etwa doppelt so hoch wie das des ursprünglichen traditionellen sechsachsigen Roboters. Das Drehmoment der Standardkonfiguration beträgt 20 kg. Durch Einstellen des Aktionsbereichs können bis zu 30 kg Gegenstände transportiert werden, der Arbeitsbereich beträgt 1260 mm und die wiederholte Positionierungsgenauigkeit beträgt 0,1 mm. Durch die Übernahme der Sieben-Achsen-Struktur kann mr20 beim Aufnehmen und Platzieren von Werkstücken auf der Werkzeugmaschine von der Seite der Werkzeugmaschine aus arbeiten. Auf diese Weise wird die Effizienz der Vorbereitung und Wartung im Voraus verbessert. Der Platz zwischen den Werkzeugmaschinen kann auf weniger als die Hälfte des herkömmlichen Sechs-Achsen-Roboters reduziert werden. Darüber hinaus hat Nazhibueryue zwei Industrieroboter herausgebracht, mr35 (mit einer Last von 35 kg) und mr50 (mit einer Last von 50 kg), die in engen Räumen und an Orten mit Hindernissen eingesetzt werden können. -OTC siebenachsiger Industrieroboter Odish von der Daihen-Gruppe in Japan hat die neuesten Sieben-Achsen-Roboter auf den Markt gebracht (FD-B4S, FD-B4LS, FD-V6S, FD-V6LS und FD-V20S). Aufgrund der Drehung der siebten Achse können sie länger als eine Woche die gleiche Drehbewegung wie menschliche Handgelenke und das gleiche Schweißen ausführen; Darüber hinaus sind Sieben-Achsen-Roboter menschlich (FD-B4S, FD-B4LS). Das Schweißkabel ist im Roboterkörper versteckt, sodass während des Roboters keine Interferenzen zwischen dem Roboter, der Schweißvorrichtung und dem Werkstück beachtet werden müssen Lehrbetrieb. Der Vorgang ist sehr sanft und der Freiheitsgrad der Schweißhaltung wurde verbessert, wodurch der Nachteil ausgeglichen werden kann, dass der herkömmliche Roboter aufgrund der Beeinträchtigung des Werkstücks oder der Schweißvorrichtung nicht in den Schweißvorgang eintreten kann. -Baxter und Sawyer überdenken die Robotik Rethink Robotics ist ein Pionier kooperativer Roboter. Unter ihnen verfügt der erstmals entwickelte Baxter-Doppelarmroboter über sieben Freiheitsgrade an beiden Armen und der maximale Arbeitsbereich eines Arms beträgt 1210 mm. Baxter kann zwei verschiedene Aufgaben gleichzeitig verarbeiten, um die Anwendbarkeit zu erhöhen, oder dieselbe Aufgabe in Echtzeit verarbeiten, um den Output zu maximieren. Sawyer, der letztes Jahr auf den Markt kam, ist ein einarmiger siebenachsiger Roboter. Seine flexiblen Gelenke verwenden den gleichen elastischen Aktuator der Serie, der in seinen Gelenken verwendete Aktuator wurde jedoch neu gestaltet, um ihn kleiner zu machen. Da das Sieben-Achsen-Design übernommen wird und der Arbeitsbereich auf 100 mm erweitert wird, kann er die Arbeitsaufgabe mit größerer Last erledigen, und die Last kann 4 kg erreichen, was viel größer ist als die 2,2 kg Nutzlast des Baxter-Roboters. -Yamaha siebenachsiger Roboter Ya-Serie Im Jahr 2015 brachte Yamaha drei siebenachsige Roboter „ya-u5f“, „ya-u10f“ und „ya-u20f“ auf den Markt, die von der neuen Steuerung „ya-c100“ angetrieben und gesteuert werden. Der 7-Achsen-Roboter verfügt über eine E-Achse, die dem menschlichen Ellenbogen entspricht, sodass er Biege-, Torsions-, Streckungs- und andere Aktionen frei ausführen kann. Selbst in der engen Lücke, in der es für den Roboter schwierig ist, den Vorgang unterhalb von 6 Achsen auszuführen, können der Vorgang und die Einstellung reibungslos abgeschlossen werden. Darüber hinaus kann es auch die tiefe Hockeposition und das Wickeln um die Rückseite des Geräts realisieren. Der Aktuator hat eine hohle Struktur und das Gerätekabel und der Luftschlauch sind im mechanischen Arm integriert, wodurch die umliegenden Geräte nicht beeinträchtigt werden und eine kompakte Produktionslinie realisiert werden kann.