O brazo robótico é o tipo de robot máis común nos robots industriais modernos. Pode imitar certos movementos e funcións das mans e dos brazos humanos, e pode coller, transportar obxectos ou manexar ferramentas específicas mediante programas fixos. É o dispositivo de automatización máis utilizado no campo da robótica. As súas formas son diferentes, pero todas teñen unha característica común, que é que poden aceptar instrucións e localizar con precisión calquera punto do espazo tridimensional (bidimensional) para realizar operacións. As súas características son que pode completar diversas operacións esperadas mediante a programación, e a súa estrutura e rendemento combinan as vantaxes tanto dos humanos como das máquinas mecánicas. Pode substituír o traballo pesado humano para realizar a mecanización e automatización da produción, e pode operar en ambientes nocivos para protexer a seguridade persoal. Polo tanto, é amplamente utilizado na fabricación de maquinaria, electrónica, industria lixeira e enerxía atómica.
1.Os brazos robóticos comúns están compostos principalmente por tres partes: o corpo principal, o mecanismo de accionamento e o sistema de control.
(I) Estrutura mecánica
1. A fuselaxe do brazo robótico é a parte de apoio básica de todo o dispositivo, normalmente feita de materiais metálicos resistentes e duradeiros. Non só debe ser capaz de soportar as distintas forzas e torques xerados polo brazo robótico durante o traballo, senón que tamén debe proporcionar unha posición de instalación estable para outros compoñentes. O seu deseño debe ter en conta o equilibrio, a estabilidade e a adaptabilidade ao ambiente de traballo. 2. Brazo O brazo do robot é a parte fundamental para lograr diversas accións. Consta dunha serie de bielas e xuntas. A través da rotación das articulacións e do movemento das bielas, o brazo pode lograr un movemento de varios graos de liberdade no espazo. As articulacións adoitan ser conducidas por motores de alta precisión, redutores ou dispositivos de accionamento hidráulico para garantir a precisión do movemento e a velocidade do brazo. Ao mesmo tempo, o material do brazo debe ter as características de alta resistencia e peso lixeiro para satisfacer as necesidades de movemento rápido e transporte de obxectos pesados. 3. Efector final Esta é a parte do brazo do robot que entra directamente en contacto co obxecto de traballo, e a súa función é similar á dunha man humana. Hai moitos tipos de efectores finais, e os comúns son pinzas, ventosas, pistolas pulverizadoras, etc. A pinza pódese personalizar segundo a forma e o tamaño do obxecto e úsase para coller obxectos de diversas formas; a ventosa usa o principio de presión negativa para absorber o obxecto e é adecuada para obxectos con superficies planas; a pistola de pulverización pódese usar para pulverizar, soldar e outras operacións.
(II) Sistema de accionamento
1. Accionamento do motor O motor é un dos métodos de condución máis utilizados no brazo do robot. Poden usarse motores de corrente continua, motores de corrente alterna e motores paso a paso para impulsar o movemento conxunto do brazo do robot. A condución do motor ten as vantaxes dunha alta precisión de control, velocidade de resposta rápida e amplo rango de regulación de velocidade. Ao controlar a velocidade e a dirección do motor, a traxectoria de movemento do brazo do robot pódese controlar con precisión. Ao mesmo tempo, o motor tamén se pode usar xunto con varios redutores para aumentar o par de saída para satisfacer as necesidades do brazo do robot ao transportar obxectos pesados. 2. Unidade hidráulica A transmisión hidráulica úsase amplamente nalgúns brazos robóticos que requiren unha gran potencia de saída. O sistema hidráulico presuriza o aceite hidráulico a través dunha bomba hidráulica para impulsar o cilindro hidráulico ou o motor hidráulico para que funcione, realizando así o movemento do brazo do robot. A tracción hidráulica ten as vantaxes de alta potencia, velocidade de resposta rápida e alta fiabilidade. É axeitado para algúns brazos de robot pesados e ocasións que requiren unha acción rápida. Non obstante, o sistema hidráulico tamén ten as desvantaxes de fugas, altos custos de mantemento e altos requisitos para o ambiente de traballo. 3. Unidade pneumática A condución pneumática usa aire comprimido como fonte de enerxía para impulsar cilindros e outros actuadores para que funcionen. A tracción pneumática ten as vantaxes dunha estrutura simple, baixo custo e alta velocidade. É axeitado para algunhas ocasións nas que non se precisa potencia e precisión. Non obstante, a potencia do sistema pneumático é relativamente pequena, a precisión de control tamén é baixa e debe estar equipado cunha fonte de aire comprimido e compoñentes pneumáticos relacionados.
(III) Sistema de control
1. Controlador O controlador é o cerebro do brazo do robot, responsable de recibir varias instrucións e controlar as accións do sistema de accionamento e da estrutura mecánica segundo as instrucións. O controlador normalmente usa un microprocesador, un controlador lóxico programable (PLC) ou un chip de control de movemento dedicado. Pode lograr un control preciso da posición, velocidade, aceleración e outros parámetros do brazo do robot, e tamén pode procesar a información alimentada por varios sensores para conseguir un control en bucle pechado. O controlador pódese programar de varias formas, incluíndo programación gráfica, programación de texto, etc., para que os usuarios poidan programar e depurar segundo as diferentes necesidades. 2. Sensores O sensor é unha parte importante da percepción do brazo do robot do ambiente externo e do seu propio estado. O sensor de posición pode controlar a posición de cada articulación do brazo do robot en tempo real para garantir a precisión do movemento do brazo do robot; o sensor de forza pode detectar a forza do brazo do robot ao agarrar o obxecto para evitar que o obxecto se deslice ou se dane; o sensor visual pode recoñecer e localizar o obxecto de traballo e mellorar o nivel de intelixencia do brazo do robot. Ademais, hai sensores de temperatura, sensores de presión, etc., que se utilizan para controlar o estado de traballo e os parámetros ambientais do brazo do robot.
2.A clasificación do brazo do robot clasifícase xeralmente segundo a forma estrutural, o modo de condución e o campo de aplicación.
(I) Clasificación por forma estrutural
1. Brazo robótico de coordenadas cartesianas O brazo deste brazo robótico móvese ao longo dos tres eixes de coordenadas do sistema de coordenadas rectangulares, é dicir, os eixes X, Y e Z. Ten as vantaxes dunha estrutura sinxela, un control cómodo, unha alta precisión de posicionamento, etc., e é axeitado para algunhas tarefas sinxelas de manipulación, montaxe e procesamento. Non obstante, o espazo de traballo do brazo do robot de coordenadas rectangulares é relativamente pequeno e a flexibilidade é pobre.
2. Brazo robótico de coordenadas cilíndricas O brazo do brazo robótico de coordenadas cilíndricas consta dunha articulación rotativa e dúas articulacións lineais, e o seu espazo de movemento é cilíndrico. Ten as vantaxes de estrutura compacta, gran rango de traballo, movemento flexible, etc., e é axeitado para algunhas tarefas de complexidade media. Non obstante, a precisión de posicionamento do brazo do robot de coordenadas cilíndricas é relativamente baixa e a dificultade de control é relativamente alta.
3. Brazo robótico de coordenadas esféricas O brazo do brazo robótico de coordenadas esféricas consta de dúas articulacións rotativas e unha articulación lineal, e o seu espazo de movemento é esférico. Ten as vantaxes do movemento flexible, un gran rango de traballo e a capacidade de adaptarse a ambientes de traballo complexos. É axeitado para algunhas tarefas que requiren alta precisión e alta flexibilidade. Non obstante, a estrutura do brazo do robot de coordenadas esféricas é complexa, a dificultade de control é grande e o custo tamén é alto.
4. Brazo do robot articulado O brazo do robot articulado imita a estrutura do brazo humano, consta de múltiples articulacións rotativas e pode realizar varios movementos similares ao brazo humano. Ten as vantaxes do movemento flexible, un gran rango de traballo e a capacidade de adaptarse a ambientes de traballo complexos. Actualmente é o tipo de brazo robótico máis utilizado.
Non obstante, o control dos brazos robóticos articulados é difícil e require unha alta tecnoloxía de programación e depuración.
(II) Clasificación por modo de condución
1. Brazos robóticos eléctricos Os brazos robóticos eléctricos usan motores como dispositivos de accionamento, que teñen as vantaxes dunha alta precisión de control, velocidade de resposta rápida e baixo ruído. É axeitado para algunhas ocasións con altos requisitos de precisión e velocidade, como a fabricación electrónica, equipos médicos e outras industrias. 2. Brazos robóticos hidráulicos Os brazos robóticos hidráulicos usan dispositivos de accionamento hidráulico, que teñen as vantaxes de alta potencia, alta fiabilidade e forte adaptabilidade. É axeitado para algúns brazos robóticos pesados e ocasións que requiren gran potencia de saída, como a construción, a minería e outras industrias. 3. Brazos robóticos pneumáticos Os brazos robóticos pneumáticos usan dispositivos de accionamento pneumático, que teñen as vantaxes dunha estrutura simple, baixo custo e alta velocidade. É axeitado para algunhas ocasións que non requiren gran potencia e precisión, como envases, impresión e outras industrias.
(III) Clasificación por campo de aplicación
1. Brazos robóticos industriais Os brazos robóticos industriais utilízanse principalmente en campos de produción industrial, como a fabricación de automóbiles, a fabricación de produtos electrónicos e o procesamento mecánico. Pode realizar a produción automatizada, mellorar a eficiencia da produción e a calidade do produto. 2. Brazo robótico de servizo O brazo robótico de servizo utilízase principalmente en industrias de servizos, como servizos médicos, restauración, servizos domésticos, etc. Pode proporcionarlle ás persoas varios servizos, como enfermería, entrega de comidas, limpeza, etc.
Os cambios que os brazos robóticos aportan á produción industrial de fabricación non son só a automatización e a eficiencia das operacións, senón que tamén o modelo de xestión moderno que o acompaña cambiou moito os métodos de produción e a competitividade do mercado das empresas. A aplicación de brazos robóticos é unha boa oportunidade para que as empresas axusten a súa estrutura industrial e actualicen e transformen.
Hora de publicación: 24-09-2024
