ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับหุ่นยนต์อุตสาหกรรม! (เวอร์ชันประยุกต์)

หุ่นยนต์อุตสาหกรรมมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการผลิต เช่น การผลิตรถยนต์ เครื่องใช้ไฟฟ้า และอาหาร พวกเขาสามารถแทนที่งานจัดการแบบเครื่องจักรที่ซ้ำซากและเป็นเครื่องจักรประเภทหนึ่งที่ต้องอาศัยกำลังและความสามารถในการควบคุมของตัวเองเพื่อให้ได้ฟังก์ชันต่างๆ สามารถรับคำสั่งจากมนุษย์และยังสามารถทำงานตามโปรแกรมที่จัดเตรียมไว้ล่วงหน้า ตอนนี้เรามาพูดถึงส่วนประกอบพื้นฐานของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมกันดีกว่า
1.ตัวหลัก

ตัวเครื่องหลักคือฐานเครื่องจักรและแอคชูเอเตอร์ รวมถึงแขนส่วนบน แขนท่อนล่าง ข้อมือ และมือ ก่อให้เกิดระบบกลไกอิสระหลายระดับ หุ่นยนต์บางตัวก็มีกลไกการเดินด้วย หุ่นยนต์อุตสาหกรรมมีระดับความอิสระ 6 องศาขึ้นไป และข้อมือโดยทั่วไปมีระดับความอิสระ 1 ถึง 3 องศา

2. ระบบขับเคลื่อน

ระบบขับเคลื่อนของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมแบ่งออกเป็น 3 ประเภทตามแหล่งพลังงาน ได้แก่ ไฮดรอลิก นิวแมติก และไฟฟ้า ระบบขับเคลื่อนทั้งสามประเภทนี้สามารถรวมและประกอบเข้าด้วยกันได้ตามความต้องการ หรืออาจขับเคลื่อนโดยอ้อมด้วยกลไกการส่งกำลังทางกล เช่น สายพานซิงโครนัส ชุดเฟือง และเฟือง ระบบขับเคลื่อนมีอุปกรณ์ส่งกำลังและกลไกการส่งกำลังเพื่อให้แอคชูเอเตอร์สร้างการทำงานที่สอดคล้องกัน ระบบขับเคลื่อนพื้นฐานทั้งสามนี้มีลักษณะเฉพาะของตัวเอง กระแสหลักคือระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า

เนื่องจากการยอมรับอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับความเฉื่อยต่ำ เซอร์โวมอเตอร์ AC และ DC แรงบิดสูง และไดรเวอร์เซอร์โวที่รองรับ (อินเวอร์เตอร์ AC, โมดูเลเตอร์ความกว้างพัลส์ DC) ระบบประเภทนี้ไม่ต้องการการแปลงพลังงาน ใช้งานง่าย และไวต่อการควบคุม มอเตอร์ส่วนใหญ่จำเป็นต้องติดตั้งโดยมีกลไกการส่งกำลังที่แม่นยำอยู่ด้านหลัง: ตัวลด ฟันของมันใช้ตัวแปลงความเร็วของเกียร์เพื่อลดจำนวนการหมุนย้อนกลับของมอเตอร์ให้เป็นจำนวนการหมุนย้อนกลับที่ต้องการ และได้รับอุปกรณ์แรงบิดที่ใหญ่ขึ้น ซึ่งจะช่วยลดความเร็วและเพิ่มแรงบิด เมื่อโหลดมีขนาดใหญ่ จะไม่คุ้มค่าที่จะเพิ่มกำลังของเซอร์โวมอเตอร์แบบสุ่มสี่สุ่มห้า แรงบิดเอาต์พุตสามารถปรับปรุงได้โดยตัวลดภายในช่วงความเร็วที่เหมาะสม เซอร์โวมอเตอร์มีแนวโน้มที่จะเกิดความร้อนและการสั่นสะเทือนความถี่ต่ำภายใต้การทำงานความถี่ต่ำ งานระยะยาวและซ้ำซ้อนไม่เอื้อต่อการรับประกันการทำงานที่แม่นยำและเชื่อถือได้ การมีอยู่ของมอเตอร์ลดขนาดที่แม่นยำช่วยให้เซอร์โวมอเตอร์ทำงานด้วยความเร็วที่เหมาะสม เสริมความแข็งแกร่งของตัวเครื่อง และส่งแรงบิดได้มากขึ้น ขณะนี้มีตัวลดกระแสหลักสองตัว: ตัวลดฮาร์มอนิกและตัวลด RV

3. ระบบควบคุม

ระบบควบคุมหุ่นยนต์คือสมองของหุ่นยนต์และเป็นปัจจัยหลักที่กำหนดการทำงานและประสิทธิภาพของหุ่นยนต์ ระบบควบคุมจะส่งสัญญาณคำสั่งไปยังระบบขับเคลื่อนและแอคทูเอเตอร์ตามโปรแกรมอินพุตและควบคุม ภารกิจหลักของเทคโนโลยีควบคุมหุ่นยนต์อุตสาหกรรมคือการควบคุมช่วงของกิจกรรม ท่าทางและวิถี และเวลาการกระทำของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมในพื้นที่ทำงาน มันมีลักษณะของการเขียนโปรแกรมอย่างง่าย การทำงานของเมนูซอฟต์แวร์ อินเตอร์เฟซการโต้ตอบระหว่างมนุษย์และคอมพิวเตอร์ที่เป็นมิตร การดำเนินการออนไลน์พร้อมท์ และการใช้งานที่สะดวก

ระบบควบคุมเป็นแกนหลักของหุ่นยนต์ และบริษัทต่างชาติก็ปิดตัวอย่างใกล้ชิดกับการทดลองของจีน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ประสิทธิภาพของไมโครโปรเซสเซอร์จึงสูงขึ้นเรื่อยๆ ในขณะที่ราคาก็มีราคาถูกลงเรื่อยๆ ขณะนี้มีไมโครโปรเซสเซอร์ 32 บิตราคา 1-2 ดอลลาร์สหรัฐในตลาด ไมโครโปรเซสเซอร์ที่คุ้มต้นทุนได้นำโอกาสการพัฒนาใหม่ๆ มาสู่ตัวควบคุมหุ่นยนต์ ทำให้สามารถพัฒนาตัวควบคุมหุ่นยนต์ประสิทธิภาพสูงที่มีต้นทุนต่ำได้ เพื่อให้ระบบมีความสามารถในการประมวลผลและการจัดเก็บที่เพียงพอ ตัวควบคุมหุ่นยนต์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยซีรีส์ ARM ที่แข็งแกร่ง ซีรีส์ DSP ซีรีส์ POWERPC ซีรีส์ Intel และชิปอื่น ๆ

เนื่องจากฟังก์ชันและคุณสมบัติของชิปสำหรับวัตถุประสงค์ทั่วไปที่มีอยู่ไม่สามารถตอบสนองความต้องการของระบบหุ่นยนต์บางระบบได้อย่างเต็มที่ในแง่ของราคา ฟังก์ชัน การบูรณาการ และอินเทอร์เฟซ ระบบหุ่นยนต์จึงมีความต้องการเทคโนโลยี SoC (ระบบบนชิป) การรวมโปรเซสเซอร์เฉพาะเข้ากับอินเทอร์เฟซที่จำเป็นสามารถช่วยลดความยุ่งยากในการออกแบบวงจรอุปกรณ์ต่อพ่วงของระบบ ลดขนาดระบบ และลดต้นทุน ตัวอย่างเช่น Actel ผสานรวมแกนประมวลผลของ NEOS หรือ ARM7 เข้ากับผลิตภัณฑ์ FPGA เพื่อสร้างระบบ SoC ที่สมบูรณ์ ในแง่ของตัวควบคุมเทคโนโลยีหุ่นยนต์ การวิจัยมุ่งเน้นไปที่สหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่นเป็นหลัก และมีผลิตภัณฑ์ที่เติบโตเต็มที่ เช่น DELTATAU ในสหรัฐอเมริกาและ TOMORI Co., Ltd. ในญี่ปุ่น ตัวควบคุมการเคลื่อนไหวนั้นใช้เทคโนโลยี DSP และใช้โครงสร้างแบบเปิดบนพีซี

4. เอนด์เอฟเฟกต์

เอฟเฟกต์ปลายเป็นส่วนประกอบที่เชื่อมต่อกับข้อต่อสุดท้ายของหุ่นยนต์ โดยทั่วไปจะใช้เพื่อจับวัตถุ เชื่อมต่อกับกลไกอื่นๆ และทำงานที่จำเป็น ผู้ผลิตหุ่นยนต์โดยทั่วไปไม่ออกแบบหรือขายเอนด์เอฟเฟกต์ ในกรณีส่วนใหญ่ จะมีเพียงอุปกรณ์มือจับธรรมดาเท่านั้น โดยปกติแล้ว เอฟเฟกต์ส่วนปลายจะถูกติดตั้งบนหน้าแปลนของแกน 6 แกนของหุ่นยนต์เพื่อทำงานให้เสร็จสิ้นในสภาพแวดล้อมที่กำหนด เช่น การเชื่อม การทาสี การติดกาว และการขนถ่ายชิ้นส่วน ซึ่งเป็นงานที่ต้องใช้หุ่นยนต์ในการดำเนินการให้เสร็จสิ้น