הרכב וסיווג של זרועות רובוטיות

הזרוע הרובוטית היא סוג הרובוט הנפוץ ביותר ברובוטים תעשייתיים מודרניים. הוא יכול לחקות תנועות ותפקודים מסוימים של ידיים וזרועות אנושיות, ויכול לתפוס, לשאת חפצים או להפעיל כלים ספציפיים באמצעות תוכניות קבועות. זהו מכשיר האוטומציה הנפוץ ביותר בתחום הרובוטיקה. צורותיו שונות, אך לכולן יש תכונה משותפת, והיא שהן יכולות לקבל הוראות ולאתר במדויק לכל נקודה במרחב התלת מימדי (דו מימדי) כדי לבצע פעולות. המאפיינים שלו הם שהוא יכול להשלים פעולות צפויות שונות באמצעות תכנות, והמבנה והביצועים שלו משלבים את היתרונות של בני אדם ומכונות מכניות כאחד. זה יכול להחליף עבודה כבדה אנושית למימוש המיכון והאוטומציה של הייצור, ויכול לפעול בסביבות מזיקות כדי להגן על הבטיחות האישית. לכן, הוא נמצא בשימוש נרחב בייצור מכונות, אלקטרוניקה, תעשייה קלה ואנרגיה אטומית.
1. זרועות רובוטיות נפוצות מורכבות בעיקר משלושה חלקים: הגוף הראשי, מנגנון ההנעה ומערכת הבקרה

(ט) מבנה מכני

1. גוף המטוס של הזרוע הרובוטית הוא חלק התמיכה הבסיסי של המכשיר כולו, עשוי לרוב מחומרי מתכת חזקים ועמידים. הוא חייב להיות מסוגל לא רק לעמוד בכוחות ובמומנטים השונים שנוצרים על ידי הזרוע הרובוטית במהלך העבודה, אלא גם לספק מיקום התקנה יציב לרכיבים אחרים. העיצוב שלו צריך לקחת בחשבון איזון, יציבות והתאמה לסביבת העבודה. 2. זרוע זרוע הרובוט היא החלק המרכזי להשגת פעולות שונות. הוא מורכב מסדרה של מוטות חיבור ומפרקים. באמצעות סיבוב המפרקים ותנועת מוטות החיבור, הזרוע יכולה להשיג תנועה של דרגות חופש במרחב. המפרקים מונעים בדרך כלל על ידי מנועים בעלי דיוק גבוה, מפחיתים או התקני הנעה הידראוליים כדי להבטיח את דיוק התנועה והמהירות של הזרוע. יחד עם זאת, חומר הזרוע צריך להיות בעל מאפיינים של חוזק גבוה ומשקל קל כדי לענות על הצרכים של תנועה מהירה ונשיאת חפצים כבדים. 3. אפקטור קצה זהו החלק בזרוע הרובוט הנוגע ישירות לאובייקט העבודה, ותפקידו דומה לזה של יד אנושית. ישנם סוגים רבים של אפקטורי קצה, והנפוצים שבהם הם תפסנים, כוסות יניקה, אקדחי ריסוס ועוד. ניתן להתאים את התפסן לפי צורת וגודל החפץ ומשמש לתפיסת חפצים בצורות שונות; כוס היניקה משתמשת בעקרון הלחץ השלילי לקליטת החפץ ומתאימה לחפצים בעלי משטח שטוח; אקדח הריסוס יכול לשמש לריסוס, ריתוך ופעולות אחרות.

(II) מערכת כונן

1. הנעה מנוע המנוע הוא אחת משיטות ההנעה הנפוצות ביותר בזרוע הרובוט. מנועי DC, מנועי AC ומנועי צעד יכולים לשמש כולם כדי להניע את תנועת המפרק של זרוע הרובוט. להנעה מנוע יש את היתרונות של דיוק בקרה גבוה, מהירות תגובה מהירה וטווח ויסות מהירות רחב. על ידי שליטה במהירות ובכיוון המנוע, ניתן לשלוט במדויק על מסלול התנועה של זרוע הרובוט. במקביל, המנוע יכול לשמש גם יחד עם מפחיתים שונים כדי להגדיל את מומנט המוצא כדי לענות על הצרכים של זרוע הרובוט בעת נשיאת חפצים כבדים. 2. הנעה הידראולית הנעה הידראולית נמצאת בשימוש נרחב בחלק מזרועות הרובוט הדורשות תפוקת כוח גדולה. המערכת ההידראולית לוחצת את השמן ההידראולי באמצעות משאבה הידראולית כדי להניע את הצילינדר ההידראולי או המנוע ההידראולי לעבודה, ובכך מממשת את תנועת זרוע הרובוט. לכונן הידראולי יש את היתרונות של הספק גבוה, מהירות תגובה מהירה ואמינות גבוהה. זה מתאים לכמה זרועות רובוט כבדות ולאירועים הדורשים פעולה מהירה. עם זאת, למערכת ההידראולית יש גם חסרונות של דליפה, עלות תחזוקה גבוהה ודרישות גבוהות לסביבת העבודה. 3. הנעה פניאומטית הנעה פניאומטית משתמשת באוויר דחוס כמקור כוח כדי להניע צילינדרים ומפעילים אחרים לעבודה. לכונן פניאומטי יש את היתרונות של מבנה פשוט, עלות נמוכה ומהירות גבוהה. זה מתאים לאירועים מסוימים שבהם אין צורך בכוח ודיוק. עם זאת, הספק של המערכת הפנאומטית קטן יחסית, גם דיוק הבקרה נמוך, ויש להצטייד במקור אוויר דחוס וברכיבים פניאומטיים נלווים.

(III) מערכת בקרה
1. בקר הבקר הוא המוח של זרוע הרובוט, האחראי על קבלת הוראות שונות ובקרה על פעולות מערכת ההנעה והמבנה המכני בהתאם להנחיות. הבקר משתמש בדרך כלל במיקרו-מעבד, בקר לוגי ניתן לתכנות (PLC) או שבב בקרת תנועה ייעודי. זה יכול להשיג שליטה מדויקת על המיקום, המהירות, התאוצה ופרמטרים אחרים של זרוע הרובוט, ויכול גם לעבד את המידע המוזן על ידי חיישנים שונים כדי להשיג שליטה בלולאה סגורה. ניתן לתכנת את הבקר במגוון דרכים, לרבות תכנות גרפי, תכנות טקסט וכדומה, כך שהמשתמשים יכולים לתכנת ולבצע ניפוי באגים לפי צרכים שונים. 2. חיישנים החיישן הוא חלק חשוב בתפיסת זרוע הרובוט את הסביבה החיצונית ואת מצבה. חיישן המיקום יכול לנטר את המיקום של כל מפרק של זרוע הרובוט בזמן אמת כדי להבטיח את דיוק התנועה של זרוע הרובוט; חיישן הכוח יכול לזהות את הכוח של זרוע הרובוט כאשר הוא אוחז באובייקט כדי למנוע מהאובייקט להחליק או להינזק; החיישן החזותי יכול לזהות ולאתר את האובייקט העובד ולשפר את רמת האינטליגנציה של זרוע הרובוט. בנוסף, ישנם חיישני טמפרטורה, חיישני לחץ וכדומה, המשמשים לניטור מצב העבודה ופרמטרים סביבתיים של זרוע הרובוט.
2. הסיווג של זרוע הרובוט מסווג בדרך כלל לפי הצורה המבנית, מצב הנהיגה ושדה היישום

(ט) סיווג לפי צורה מבנית

1. זרוע רובוט קואורדינטות קרטזיות הזרוע של זרוע רובוט זו נעה לאורך שלושת צירי הקואורדינטות של מערכת הקואורדינטות המלבנית, כלומר צירי X, Y ו-Z. יש לו את היתרונות של מבנה פשוט, שליטה נוחה, דיוק מיקום גבוה וכו', והוא מתאים לכמה משימות טיפול, הרכבה ועיבוד פשוטות. עם זאת, מרחב העבודה של זרוע רובוט הקואורדינטות המלבנית קטן יחסית והגמישות ירודה.
2. זרוע רובוט קואורדינטה גלילית זרוע זרוע רובוט הקואורדינטות הגלילית מורכבת ממפרק סיבובי ושני מפרקים ליניאריים, וחלל התנועה שלה הוא גלילי. יש לו את היתרונות של מבנה קומפקטי, טווח עבודה גדול, תנועה גמישה וכו', והוא מתאים לכמה משימות במורכבות בינונית. עם זאת, דיוק המיקום של זרוע רובוט הקואורדינטות הגלילית נמוך יחסית, וקושי השליטה גבוה יחסית.

3. זרוע רובוט קואורדינטות כדורית זרוע זרוע רובוט הקואורדינטות הכדורית מורכבת משני מפרקים סיבוביים ומפרק ליניארי אחד, ומרחב התנועה שלה הוא כדורי. יש לו את היתרונות של תנועה גמישה, טווח עבודה גדול ויכולת להסתגל לסביבות עבודה מורכבות. הוא מתאים למשימות מסוימות הדורשות דיוק גבוה וגמישות גבוהה. עם זאת, המבנה של זרוע רובוט הקואורדינטות הכדוריות מורכב, קושי השליטה גדול, וגם העלות גבוהה.

4. זרוע רובוט מפרקי זרוע הרובוט המפרק מחקה את מבנה הזרוע האנושית, מורכבת ממספר מפרקים סיבוביים, ויכולה להשיג תנועות שונות הדומות לזרוע האדם. יש לו את היתרונות של תנועה גמישה, טווח עבודה גדול ויכולת להסתגל לסביבות עבודה מורכבות. כיום זהו הסוג הנפוץ ביותר של זרוע רובוטית.

עם זאת, השליטה בזרועות רובוטיות מפרקיות היא קשה ודורשת טכנולוגיית תכנות ואיתור באגים גבוהה.
(II) סיווג לפי מצב נהיגה
1. זרועות רובוטיות חשמליות זרועות רובוטיות חשמליות משתמשות במנועים כהתקני הנעה, שיש להם את היתרונות של דיוק בקרה גבוה, מהירות תגובה מהירה ורעש נמוך. זה מתאים לאירועים מסוימים עם דרישות גבוהות לדיוק ומהירות, כגון ייצור אלקטרוני, ציוד רפואי ותעשיות אחרות. 2. זרועות רובוטיות הידראוליות זרועות רובוטיות הידראוליות משתמשות במכשירי הנעה הידראוליים, בעלי היתרונות של הספק גבוה, אמינות גבוהה ויכולת הסתגלות חזקה. זה מתאים לכמה זרועות רובוטיות כבדות ולאירועים הדורשים תפוקת כוח גדולה, כגון בנייה, כרייה ותעשיות אחרות. 3. זרועות רובוטיות פניאומטיות זרועות רובוטיות פניאומטיות משתמשות בהתקני הנעה פניאומטיים, בעלי היתרונות של מבנה פשוט, עלות נמוכה ומהירות גבוהה. זה מתאים לאירועים מסוימים שאינם דורשים כוח ודיוק גבוהים, כגון אריזה, דפוס ותעשיות אחרות.
(III) סיווג לפי שדה יישום
1. זרועות רובוטיות תעשייתיות זרועות רובוטיות תעשייתיות משמשות בעיקר בתחומי ייצור תעשייתי, כגון ייצור רכב, ייצור מוצרים אלקטרוניים ועיבוד מכני. זה יכול לממש ייצור אוטומטי, לשפר את יעילות הייצור ואיכות המוצר. 2. זרוע רובוטית שירות זרוע רובוטית משמשת בעיקר בתעשיות שירות, כגון רפואה, קייטרינג, שירותים ביתיים וכו'. היא יכולה לספק לאנשים שירותים שונים, כגון סיעוד, משלוח ארוחות, ניקיון וכו'. 3. זרוע רובוטית מיוחדת זרוע רובוטית מיוחדת משמשת בעיקר בכמה תחומים מיוחדים, כגון תעופה וחלל, צבא, חקר ים עמוק וכד', והיא צריכה להתאים ביצועים מיוחדים לסביבת עבודה ולסביבת עבודה מיוחדת.
השינויים שמביאות זרועות רובוטיות לייצור הייצור התעשייתי הם לא רק האוטומציה והיעילות של הפעולות, אלא גם מודל הניהול המודרני הנלווה אליו שינה מאוד את שיטות הייצור ואת התחרותיות בשוק של ארגונים. היישום של זרועות רובוטיות הוא הזדמנות טובה עבור ארגונים להתאים את המבנה התעשייתי שלהם ולשדרג ולשנות.