ربات صنعتی هفت محور در مقابل ربات صنعتی شش محوره، قدرت چیست؟

در حال حاضر ربات‌های صنعتی به طور گسترده در همه اقشار مورد استفاده قرار گرفته‌اند، اما ما همچنین متوجه شدیم که ربات‌های صنعتی نه تنها شکل‌های متفاوتی دارند، بلکه تعداد محورهای متفاوتی نیز دارند. به اصطلاح محور ربات صنعتی را می توان با عبارت حرفه ای درجه آزادی توضیح داد. اگر ربات سه درجه آزادی داشته باشد، می تواند آزادانه در امتداد محورهای X، y و Z حرکت کند، اما نمی تواند کج یا بچرخد. هنگامی که تعداد محورهای ربات افزایش می یابد، برای ربات انعطاف پذیرتر می شود. ربات های صنعتی باید چند محور داشته باشند؟ ربات سه محوره مختصات دکارتی یا ربات دکارتی نیز نامیده می شود. سه محور آن می تواند به ربات اجازه دهد تا در امتداد سه محور حرکت کند. این نوع ربات به طور کلی در کارهای جابجایی ساده استفاده می شود. ربات چهار محوره می تواند در امتداد محورهای X، y و Z بچرخد. متفاوت از ربات سه محوره، دارای یک محور چهارم مستقل است. به طور کلی می توان ربات اسکارا را به عنوان ربات چهار محوره در نظر گرفت. پنج محور پیکربندی بسیاری از ربات های صنعتی است. این ربات ها می توانند در سه چرخه فضایی X، y و Z به طور همزمان بچرخند، با تکیه بر محور روی پایه و محور با چرخش انعطاف پذیر دست می توانند بچرخند که انعطاف پذیری آنها را افزایش می دهد. ربات شش محوره می تواند از محورهای X، y و Z عبور کند و هر محور می تواند به طور مستقل بچرخد. بزرگترین تفاوت با ربات پنج محوری این است که یک محور اضافی وجود دارد که می تواند آزادانه بچرخد. نماینده ربات شش محور ربات youao است. از طریق پوشش آبی روی ربات، می توانید به وضوح تعداد محورهای ربات را محاسبه کنید. ربات هفت محور، که به عنوان ربات اضافی نیز شناخته می شود، در مقایسه با ربات شش محوره، محور اضافی به ربات اجازه می دهد تا از برخی اهداف خاص اجتناب کند، تأثیرگذار انتهایی را برای رسیدن به یک موقعیت خاص تسهیل می کند و می تواند انعطاف پذیرتر با محیط کاری خاص سازگار شود. با افزایش تعداد محورها، انعطاف ربات نیز افزایش می یابد. با این حال، در کاربردهای صنعتی فعلی، ربات های صنعتی سه محوره، چهار محوره و شش محوره بیشترین استفاده را دارند. زیرا در برخی از کاربردها نیازی به انعطاف پذیری بالا نیست، ربات های سه محوره و چهار محوره مقرون به صرفه تری هستند و ربات های سه محوره و چهار محوره نیز از نظر سرعت مزایای زیادی دارند. در آینده، در صنعت 3C که نیاز به انعطاف پذیری بالایی دارد، ربات صنعتی هفت محور مکانی برای بازی خواهد داشت. با افزایش دقت خود، در آینده نزدیک جایگزین مونتاژ دستی محصولات الکترونیکی دقیق مانند تلفن های همراه خواهد شد. مزیت ربات صنعتی هفت محور نسبت به ربات صنعتی شش محور چیست؟ از نظر فنی ربات های صنعتی شش محور چه مشکلاتی دارند و ربات های صنعتی هفت محور چه نقاط قوتی دارند؟ (1) بهبود ویژگی های سینماتیکی در سینماتیک ربات سه مشکل حرکت ربات را بسیار محدود می کند. اولین مورد پیکربندی مفرد است. هنگامی که ربات در یک پیکربندی تکی قرار دارد، افکتور انتهایی آن نمی تواند در جهت خاصی حرکت کند یا گشتاور اعمال کند، بنابراین پیکربندی تکی بر برنامه ریزی حرکت تأثیر زیادی می گذارد. محور ششم و محور چهارم ربات شش محوره هم خط هستند دومین مورد، جابجایی مفصل است. در شرایط کاری واقعی، دامنه زاویه هر مفصل ربات محدود است. حالت ایده آل مثبت یا منفی 180 درجه است، اما بسیاری از مفاصل نمی توانند این کار را انجام دهند. علاوه بر این، ربات هفت محور می تواند از حرکت سرعت زاویه ای خیلی سریع جلوگیری کند و توزیع سرعت زاویه ای را یکنواخت تر کند. محدوده حرکت و حداکثر سرعت زاویه ای هر محور ربات هفت محور Xinsong سوم، موانعی در محیط کار وجود دارد. در محیط صنعتی در بسیاری از مواقع موانع محیطی مختلفی وجود دارد. ربات شش محوره سنتی نه تنها می تواند نگرش مکانیزم انتهایی را بدون تغییر موقعیت مکانیزم انتهایی تغییر دهد. (2) بهبود ویژگی های پویا برای ربات هفت محور، با استفاده از درجات آزادی اضافی آن نه تنها می توان به ویژگی های سینماتیکی خوبی از طریق برنامه ریزی مسیر دست یافت، بلکه از ساختار آن برای دستیابی به بهترین عملکرد دینامیکی نیز استفاده کرد. ربات هفت محور می تواند توزیع مجدد گشتاور مفصل را که شامل مشکل تعادل استاتیکی ربات می شود، درک کند، یعنی نیروی وارد بر انتها را می توان با الگوریتم خاصی محاسبه کرد. برای ربات شش محوره سنتی، نیروی هر مفصل قطعی است و توزیع آن ممکن است بسیار غیر منطقی باشد. با این حال، برای ربات هفت محور، می‌توانیم گشتاور هر مفصل را از طریق الگوریتم کنترل تنظیم کنیم تا گشتاور متحمل شده توسط پیوند ضعیف تا حد امکان کوچکتر شود، به طوری که توزیع گشتاور کل ربات یکنواخت‌تر و معقول‌تر باشد. (3) تحمل خطا در صورت خرابی، اگر یک مفصل از کار بیفتد، ربات شش محوره سنتی نمی تواند کار را تکمیل کند، در حالی که ربات هفت محور می تواند با تنظیم مجدد توزیع مجدد سرعت اتصال شکست خورده (تحمل خطا سینماتیکی) به کار عادی خود ادامه دهد. گشتاور اتصال شکست خورده (تحمل خطا پویا). ربات صنعتی هفت محور چه از نظر محصول و چه از نظر کاربرد، هنوز در مرحله توسعه اولیه است، اما تولیدکنندگان بزرگ محصولات مرتبط را در نمایشگاه های بزرگ عرضه کرده اند. می توان تصور کرد که نسبت به پتانسیل توسعه آینده آن بسیار خوشبین هستند. - KUKA LBR iiwa در نوامبر 2014، KUKA برای اولین بار اولین ربات حساس به نور 7-DOF KUKA lbriiwa را در نمایشگاه ربات نمایشگاه بین المللی صنعت چین عرضه کرد. ربات هفت محور Lbriiwa بر اساس بازوی انسان طراحی شده است. همراه با سیستم حسگر یکپارچه، ربات نور دارای حساسیت قابل برنامه ریزی و دقت بسیار بالایی است. تمام محورهای lbriiwa هفت محور مجهز به عملکرد تشخیص برخورد با عملکرد بالا و حسگر گشتاور مشترک یکپارچه برای تحقق همکاری انسان و ماشین هستند. طراحی هفت محور باعث می شود محصول KUKA انعطاف پذیری بالایی داشته باشد و بتواند به راحتی از موانع عبور کند. ساختار ربات lbriiwa از آلومینیوم ساخته شده است و وزن خود تنها 23.9 کیلوگرم است. دو نوع بار وجود دارد، به ترتیب 7 کیلوگرم و 14 کیلوگرم، که آن را به اولین ربات سبک با بار بیش از 10 کیلوگرم تبدیل می کند. - ABB YuMi در 13 آوریل 2015، abb به طور رسمی اولین ربات صنعتی دو بازوی جهان Yumi را که واقعاً همکاری انسان و ماشین را در نمایشگاه صنعتی در هانوفر، آلمان به بازار می رساند، راه اندازی کرد. هر بازوی یومی هفت درجه آزادی دارد و وزن بدن آن 38 کیلوگرم است. بار هر بازو 0.5 کیلوگرم است و دقت موقعیت یابی مکرر می تواند به 0.02 میلی متر برسد. بنابراین، به ویژه برای مونتاژ قطعات کوچک، کالاهای مصرفی، اسباب بازی ها و زمینه های دیگر مناسب است. از قطعات دقیق ساعت‌های مکانیکی گرفته تا پردازش تلفن‌های همراه، رایانه‌های تبلت و قطعات رایانه رومیزی، Yumi مشکلی ندارد، که نشان‌دهنده ویژگی‌های عالی ربات اضافی مانند گسترش فضای کاری قابل دسترس، انعطاف‌پذیری، چابکی و دقت است. -Yaskawa Motoman SIA YASKAWA electric، یک تولید کننده معروف ربات در ژاپن و یکی از "چهار خانواده" نیز تعدادی از محصولات ربات هفت محور را عرضه کرده است. ربات‌های سری SIA ربات‌های هفت محوره سبک چابک هستند که می‌توانند انعطاف‌پذیری انسان‌نما را فراهم کنند و به سرعت شتاب بگیرند. طراحی سبک و روان این سری از ربات ها، آن را برای نصب در فضای باریک بسیار مناسب کرده است. سری SIA می تواند بار بالا (5 کیلوگرم تا 50 کیلوگرم) و محدوده کاری بزرگ (559 میلی متر تا 1630 میلی متر) را ارائه دهد که برای مونتاژ، قالب گیری تزریق، بازرسی و سایر عملیات بسیار مناسب است. یاسکاوا علاوه بر محصولات ربات هفت محور سبک، سیستم جوش ربات هفت محور را نیز عرضه کرده است. درجه آزادی بالای آن می تواند مناسب ترین حالت را تا آنجا که ممکن است برای دستیابی به اثر جوشکاری با کیفیت بالا، به ویژه مناسب برای جوشکاری سطح داخلی و دستیابی به بهترین موقعیت نزدیک، حفظ کند. علاوه بر این، این محصول می تواند یک طرح بندی با چگالی بالا داشته باشد، به راحتی از تداخل بین آن و شفت و قطعه کار جلوگیری کند و عملکرد اجتناب از مانع عالی خود را نشان دهد. -هرچه هوشمندتر باشد، Presto mr20 بیشتر است در اواخر سال 2007، Na bueryue ربات هفت درجه آزادی "Presto mr20" را توسعه داد. با اتخاذ طراحی هفت محور، ربات می تواند گردش کار پیچیده تری را انجام دهد و در یک منطقه کاری باریک مانند بازوی انسان حرکت کند. علاوه بر این، ربات جلویی گشتاور (مچ) حدود دو برابر ربات اصلی شش محوره سنتی است. گشتاور پیکربندی استاندارد 20 کیلوگرم است. با تنظیم محدوده عمل، می تواند تا 30 کیلوگرم کالا را حمل کند، محدوده کاری 1260 میلی متر و دقت موقعیت یابی مکرر 0.1 میلی متر است. با اتخاذ ساختار هفت محور، mr20 می تواند هنگام برداشتن و قرار دادن قطعات کار روی ماشین ابزار از کنار ماشین ابزار کار کند. به این ترتیب، کارایی آماده سازی و نگهداری را از قبل بهبود می بخشد. فضای بین ماشین ابزار را می توان به کمتر از نصف ربات شش محوره سنتی کاهش داد. علاوه بر این، nazhibueryue دو ربات صنعتی mr35 (با بار 35 کیلوگرم) و mr50 (با بار 50 کیلوگرم) را نیز روانه بازار کرده است که می توان از آنها در فضاهای باریک و مکان های دارای موانع استفاده کرد. ربات صنعتی هفت محور OTC گروه Odish از daihen در ژاپن جدیدترین ربات های هفت محور (fd-b4s، fd-b4ls، fd-v6s، fd-v6ls و fd-v20s) را راه اندازی کرده است. با توجه به چرخش محور هفتم، آنها می توانند به مدت بیش از یک هفته همان عمل پیچش مچ دست انسان و جوشکاری را انجام دهند. علاوه بر این، هفت ربات محور انسان هستند (fd-b4s، fd-b4ls) کابل جوش در بدنه ربات پنهان است، بنابراین نیازی به توجه به تداخل بین ربات، فیکسچر جوش و قطعه کار در طول کار نیست. عملیات آموزشی عمل بسیار روان است و درجه آزادی وضعیت جوش بهبود یافته است که می تواند نقصی را جبران کند که ربات سنتی به دلیل تداخل با قطعه کار یا فیکسچر جوش نمی تواند وارد جوش شود. -باکستر و ساویر از بازاندیشی روباتیک Rethink robotics پیشگام روبات‌های تعاونی است. در میان آنها، ربات دو بازوی باکستر که برای اولین بار ساخته شد، دارای هفت درجه آزادی در هر دو بازو و حداکثر برد کاری یک بازو 1210 میلی متر است. باکستر می‌تواند دو وظیفه مختلف را همزمان پردازش کند تا قابلیت اجرا را افزایش دهد، یا همان کار را در زمان واقعی پردازش کند تا خروجی را به حداکثر برساند. Sawyer که سال گذشته راه اندازی شد، یک ربات هفت محور تک بازویی است. اتصالات انعطاف پذیر آن از همان محرک الاستیک سری استفاده می کنند، اما محرک مورد استفاده در اتصالات آن برای کوچکتر کردن آن دوباره طراحی شده است. از آنجایی که طراحی هفت محور پذیرفته شده است و محدوده کاری به 100 میلی متر افزایش یافته است، می تواند کار را با بار بزرگتر تکمیل کند و بار می تواند به 4 کیلوگرم برسد که بسیار بزرگتر از بار 2.2 کیلوگرمی ربات باکستر است. ربات هفت محور یاماها سری Ya در سال 2015، یاماها سه ربات هفت محور "ya-u5f"، "ya-u10f" و "ya-u20f" را راه اندازی کرد که توسط کنترلر جدید "ya-c100" هدایت و کنترل می شوند. ربات 7 محوره دارای یک محور الکترونیکی معادل آرنج انسان است، بنابراین می تواند آزادانه خم شدن، پیچش، کشش و سایر اقدامات را انجام دهد. حتی در شکاف باریکی که انجام عملیات زیر 6 محور برای ربات دشوار است، می توان عملیات و تنظیم را به آرامی انجام داد. علاوه بر این، می تواند موقعیت اسکوات کم و عمل پیچ خوردن در اطراف پشت دستگاه را نیز متوجه شود. محرک با ساختار توخالی پذیرفته شده است و کابل دستگاه و شیلنگ هوا در بازوی مکانیکی تعبیه شده است که با تجهیزات اطراف تداخل نخواهد داشت و می تواند یک خط تولید فشرده را تحقق بخشد.