רובוט תעשייתי שבעה צירים מול רובוט תעשייתי שישה צירים, מה החוזק?

כיום, רובוטים תעשייתיים נמצאים בשימוש נרחב בכל תחומי החיים, אך מצאנו גם שלרובוטים תעשייתיים יש לא רק צורות שונות, אלא גם בעלי מספר צירים שונה. מה שנקרא ציר הרובוט התעשייתי יכול להיות מוסבר במונח המקצועי דרגת חופש. אם לרובוט יש שלוש דרגות חופש, הוא יכול לנוע בחופשיות לאורך צירי X, y ו-Z, אבל הוא לא יכול להטות או להסתובב. כאשר מספר הצירים של הרובוט גדל, הוא גמיש יותר עבור הרובוט. כמה צירים צריכים להיות לרובוטים תעשייתיים? רובוט בעל שלושה צירים נקרא גם קואורדינטה קרטזית או רובוט קרטזיאני. שלושת הצירים שלו יכולים לאפשר לרובוט לנוע לאורך שלושת הצירים. רובוט מסוג זה משמש בדרך כלל בעבודות טיפול פשוטות. רובוט ארבעה צירים יכול להסתובב לאורך צירי X, y ו-Z. בשונה מרובוט תלת צירים, יש לו ציר רביעי עצמאי. באופן כללי, רובוט SCARA יכול להיחשב כרובוט בעל ארבעה צירים. חמישה צירים הם תצורה של רובוטים תעשייתיים רבים. רובוטים אלו יכולים להסתובב שלושה מחזורי חלל של X, y ו-Z בו זמנית, הם יכולים להסתובב על ידי הסתמכות על הציר בבסיס והציר עם סיבוב גמיש של היד, מה שמגביר את הגמישות שלהם. רובוט שישה צירים יכול לעבור דרך צירי X, y ו-Z, וכל ציר יכול להסתובב באופן עצמאי. ההבדל הגדול ביותר מהרובוט של חמשת הצירים הוא שיש ציר נוסף שיכול להסתובב בחופשיות. הנציג של רובוט שישה צירים הוא רובוט youao. דרך הכיסוי הכחול על הרובוט, ניתן לחשב בבירור את מספר הצירים של הרובוט. רובוט שבעה צירים, המכונה גם רובוט מיותר, בהשוואה לרובוט שישה צירים, הציר הנוסף מאפשר לרובוט להימנע מכמה מטרות ספציפיות, מקל על הגורם הקצה להגיע למיקום מסוים, ויכול להסתגל בצורה גמישה יותר לאיזו סביבת עבודה מיוחדת. עם הגדלת מספר הצירים, גם גמישות הרובוט גדלה. עם זאת, ביישומים התעשייתיים הנוכחיים, רובוטים תעשייתיים בעלי שלושה צירים, ארבעה צירים ושישה צירים משמשים לרוב. הסיבה לכך היא שבחלק מהיישומים לא נדרשת גמישות גבוהה, לרובוטים עם שלושה צירים וארבעה צירים יש עלות-תועלת גבוהה יותר, ולרובוטים עם שלושה צירים וארבעה צירים יש גם יתרונות גדולים במהירות. בעתיד, בתעשיית ה-3C שצריכה גמישות גבוהה, לרובוט התעשייתי בן שבעת הצירים יהיה מקום לשחק בו. עם הדיוק ההולך וגובר, הוא יחליף בעתיד הקרוב הרכבה ידנית של מוצרים אלקטרוניים מדויקים כגון טלפונים ניידים. מה היתרון של רובוט תעשייתי בן שבעה צירים על פני רובוט תעשייתי שישה צירים? מבחינה טכנית, מהן הבעיות ברובוטים תעשייתיים שישה צירים ומהן החוזקות של רובוטים תעשייתיים עם שבעה צירים? (1) שיפור מאפיינים קינמטיים בקינמטיקה של רובוט, שלוש בעיות הופכות את תנועת הרובוט למצומצמת מאוד. הראשון הוא התצורה הסינגולרית. כאשר הרובוט נמצא בתצורה יחידה, גורם הקצה שלו אינו יכול לנוע בכיוון מסוים או להפעיל מומנט, ולכן התצורה הסינגולרית משפיעה מאוד על תכנון התנועה. הציר השישי והציר הרביעי של רובוט ששת הצירים הם קולינאריים השני הוא עקירה מפרק. במצב העבודה האמיתי, טווח הזוויות של כל מפרק של הרובוט מוגבל. המצב האידיאלי הוא פלוס מינוס 180 מעלות, אבל מפרקים רבים לא יכולים לעשות זאת. בנוסף, רובוט שבעת הצירים יכול להימנע מתנועת מהירות זוויתית מהירה מדי ולהפוך את חלוקת המהירות הזוויתית לאחידה יותר. טווח תנועה ומהירות זוויתית מקסימלית של כל ציר של רובוט Xinsong שבעה צירים שלישית, ישנם מכשולים בסביבת העבודה. בסביבה התעשייתית, ישנם מכשולים סביבתיים שונים במקרים רבים. הרובוט המסורתי של שישה צירים יכול לא רק לשנות את הגישה של מנגנון הקצה מבלי לשנות את המיקום של מנגנון הקצה. (2) שפר מאפיינים דינמיים עבור רובוט שבעת הצירים, שימוש בדרגות החופש המיותרות שלו יכול לא רק להשיג מאפיינים קינמטיים טובים באמצעות תכנון מסלול, אלא גם להשתמש במבנה שלו כדי להשיג את הביצועים הדינמיים הטובים ביותר. רובוט שבעת הצירים יכול לממש את החלוקה מחדש של מומנט המפרק, הכרוך בבעיה של איזון סטטי של הרובוט, כלומר, ניתן לחשב את הכוח הפועל על הקצה על ידי אלגוריתם מסוים. עבור הרובוט המסורתי של שישה צירים, הכוח של כל מפרק בטוח, וחלוקתו עשויה להיות מאוד לא סבירה. עם זאת, עבור רובוט שבעת הצירים, אנו יכולים להתאים את המומנט של כל מפרק באמצעות אלגוריתם הבקרה כדי להפוך את המומנט שנושא החוליה החלשה לקטן ככל האפשר, כך שחלוקת המומנט של הרובוט כולו תהיה אחידה והגיונית יותר. (3) סובלנות לתקלות במקרה של כשל, אם מפרק אחד נכשל, הרובוט המסורתי של שישה צירים לא יכול להמשיך ולהשלים את העבודה, בעוד רובוט שבעת הצירים יכול להמשיך לעבוד כרגיל על ידי התאמה מחדש של החלוקה מחדש של מהירות המפרק הכושל (סובלנות תקלות קינמטית) המומנט של המפרק הכושל (סובלנות תקלות דינמית). בין אם מנקודת המבט של המוצר או מנקודת המבט היישומי, הרובוט התעשייתי בן שבעת הצירים עדיין בשלב הפיתוח המקדים, אך יצרנים גדולים דחפו מוצרים רלוונטיים בתערוכות גדולות. אפשר לדמיין שהם מאוד אופטימיים לגבי פוטנציאל הפיתוח העתידי שלו. -KUKA LBR iiwa בנובמבר 2014, KUKA הוציאה לראשונה את הרובוט הרגיש לאור 7-DOF lbriiwa הראשון של KUKA בתערוכת הרובוטים של China International Industry Expo. רובוט שבעה צירים Lbriiwa תוכנן על בסיס זרוע אנושית. בשילוב עם מערכת חיישנים משולבת, לרובוט האור רגישות ניתנת לתכנות ודיוק גבוה מאוד. כל הצירים של lbriiwa שבעת הצירים מצוידים בפונקציית זיהוי התנגשות בעלת ביצועים גבוהים וחיישן מומנט משולב במשותף כדי לממש שיתוף פעולה בין אדם למכונה. עיצוב שבעת הצירים גורם למוצר של KUKA להיות בעל גמישות גבוהה ויכול לעבור בקלות מכשולים. המבנה של רובוט lbriiwa עשוי מאלומיניום, ומשקלו העצמי הוא 23.9 ק"ג בלבד. ישנם שני סוגי עומסים, 7 ק"ג ו-14 ק"ג בהתאמה, מה שהופך אותו לרובוט הקל הראשון עם עומס של יותר מ-10 ק"ג. - ABB YuMi ב-13 באפריל 2015, השיקה abb רשמית את הרובוט התעשייתי הכפול הראשון בעולם Yumi שמממש באמת שיתוף פעולה בין אדם למכונה לשוק בתערוכת התעשייה בהאנובר, גרמניה לכל זרוע בודדת של יומי יש שבע דרגות חופש ומשקל הגוף הוא 38 ק"ג. העומס של כל זרוע הוא 0.5 ק"ג, ודיוק המיקום החוזר יכול להגיע ל-0.02 מ"מ. לכן, הוא מתאים במיוחד להרכבת חלקים קטנים, מוצרי צריכה, צעצועים ותחומים אחרים. החל מחלקי הדיוק של שעונים מכניים ועד לעיבוד של טלפונים ניידים, מחשבי טאבלט וחלקים למחשבים שולחניים, ליומי אין בעיה, מה שמשקף את המאפיינים המצוינים של הרובוט המיותר, כמו הרחבת מרחב העבודה הנגיש, גמישות, זריזות ודיוק. -Yaskawa Motoman SIA YASKAWA electric, יצרנית רובוטים ידועה ביפן ואחת מ"ארבע המשפחות", הוציאה גם מספר מוצרי רובוטים עם שבעה צירים. רובוטים מסדרת SIA הם רובוטים עם שבעה צירים זריזים קלים, שיכולים לספק גמישות אנושית ולהאיץ במהירות. העיצוב הקל והיעיל של סדרת הרובוטים הזו הופך אותה למתאימה מאוד להתקנה בחלל צר. סדרת SIA יכולה לספק עומס גבוה (5 ק"ג עד 50 ק"ג) וטווח עבודה גדול (559 מ"מ עד 1630 מ"מ), המתאים מאוד להרכבה, הזרקה, בדיקה ופעולות אחרות. בנוסף למוצרי רובוט שבעת הצירים הקלים, Yaskawa הוציאה גם את מערכת הריתוך של רובוט שבעת הצירים. מידת החופש הגבוהה שלו יכולה לשמור על היציבה המתאימה ביותר ככל האפשר כדי להשיג אפקט ריתוך איכותי, מתאים במיוחד לריתוך משטח פנימי ולהשיג את עמדת הגישה הטובה ביותר. יתר על כן, המוצר יכול להיות בעל פריסה בצפיפות גבוהה, למנוע בקלות את ההפרעות בינו לבין הפיר וחומר העבודה, ולהראות את פונקציית הימנעות ממכשולים מצוינת. -כמה שיותר אינטליגנטי, כך Presto mr20 יותר כבר בסוף 2007 פיתחה Na bueryue את רובוט שבע דרגות החופש "Presto mr20". על ידי אימוץ עיצוב שבעת הצירים, הרובוט יכול לבצע זרימת עבודה מורכבת יותר ולנוע באזור עבודה צר כמו זרוע אנושית. בנוסף, החלק הקדמי של רובוט. המומנט של (שורש כף היד) הוא בערך פי שניים מהרובוט המקורי עם שישה צירים. המומנט של התצורה הסטנדרטית הוא 20 ק"ג. על ידי הגדרת טווח הפעולה, הוא יכול לשאת עד 30 ק"ג של חפצים, טווח העבודה הוא 1260 מ"מ, ודיוק המיקום החוזר הוא 0.1 מ"מ. על ידי אימוץ מבנה שבעת הצירים, mr20 יכול לעבוד מהצד של כלי המכונה כאשר לוקחים ומניחים חלקי עבודה על הכלי. בדרך זו, זה משפר את יעילות ההכנה והתחזוקה מראש. ניתן לצמצם את המרווח בין כלי מכונות לפחות ממחצית הרובוט המסורתי של שישה צירים. בנוסף, nazhibueryue הוציאה גם שני רובוטים תעשייתיים, mr35 (עם עומס של 35 ק"ג) ו-mr50 (עם עומס של 50 ק"ג), שניתן להשתמש בהם במקומות צרים ובמקומות עם מכשולים. -OTC רובוט תעשייתי בן שבעה צירים Odish מקבוצת daihen ביפן השיקה את רובוטי שבעת הצירים האחרונים (fd-b4s, fd-b4ls, fd-v6s, fd-v6ls ו-fd-v20s). בשל הסיבוב של הציר השביעי, הם יכולים לממש את אותה פעולת פיתול כמו פרקי כף היד והריתוך של אדם במשך יותר משבוע אחד; בנוסף, שבעה רובוטים צירים הם אנושיים (fd-b4s, fd-b4ls) כבל הריתוך מוסתר בגוף הרובוט, כך שאין צורך לשים לב להפרעות בין הרובוט, מתקן הריתוך וחומר העבודה במהלך פעולת הוראה. הפעולה חלקה מאוד, ומידת החופש של יציבת הריתוך שופרה, מה שיכול לפצות על הפגם שהרובוט המסורתי לא יכול להיכנס לריתוך עקב הפרעה לחומר העבודה או למתקן הריתוך. -בקסטר וסוייר של לחשוב מחדש על רובוטיקה Rethink Robotics היא חלוצה של רובוטים שיתופיים. ביניהם, לרובוט הזרוע הכפולה של בקסטר, שפותח לראשונה, יש שבע דרגות חופש בשתי הזרועות, וטווח העבודה המרבי של זרוע אחת הוא 1210 מ"מ. בקסטר יכולה לעבד שתי משימות שונות בו זמנית כדי להגביר את הישימות, או לעבד את אותה משימה בזמן אמת כדי למקסם את התפוקה. סוייר, שהושק בשנה שעברה, הוא רובוט בן שבע צירים. המפרקים הגמישים שלו משתמשים באותו מפעיל אלסטי מסדרה, אבל המפעיל המשמש בחיבורים שלו עוצב מחדש כדי להקטין אותו. מכיוון שעיצוב שבעת הצירים אומץ וטווח העבודה מורחב ל-100 מ"מ, הוא יכול להשלים את משימת העבודה עם עומס גדול יותר, והעומס יכול להגיע ל-4 ק"ג, שהוא הרבה יותר גדול מהמטען של 2.2 ק"ג של רובוט בקסטר. -Yamaha רובוט שבעת צירים Ya סדרת בשנת 2015 השיקה ימאהה שלושה רובוטים עם שבעה צירים "ya-u5f", "ya-u10f" ו-"ya-u20f", אשר מונעים ונשלטים על ידי הבקר החדש "ya-c100". לרובוט בעל 7 הצירים יש ציר אלקטרוני שווה ערך למרפק אנושי, כך שהוא יכול להשלים בחופשיות כיפוף, פיתול, הארכה ופעולות אחרות. גם בפער הצר שבו קשה לרובוט לבצע את הפעולה מתחת ל-6 צירים, ניתן להשלים את הפעולה וההגדרה בצורה חלקה. בנוסף, הוא יכול גם לממש את תנוחת הסקוואט הנמוכה ואת פעולת הפיתול סביב החלק האחורי של המכשיר. המפעיל בעל המבנה החלול מאומץ, וכבל המכשיר וצינור האוויר בנויים בזרוע המכנית, אשר לא יפריעו לציוד שמסביב ויכולים לממש קו ייצור קומפקטי.