S brzim razvojem industrije robotike, industrijski roboti su se široko koristili u raznim industrijama, od rukovanja materijalom do održavanja mašina, od zavarivanja do rezanja, od montaže do prskanja. Otkrili smo da ovi industrijski roboti imaju različite oblike i funkcionalne performanse. Dakle, što određuje fleksibilnost i opseg aktivnosti industrijskih robota? Ovaj problem je prilično složen, ali postoji ključni faktor koji u velikoj mjeri određuje fleksibilnost i opseg kretanja robota, a to je stupanj slobode industrijskih robota, poznatiji kao broj osovina.
Koji su stepeni slobode industrijskih robota?
Obično se koristi kao tehnički indikator za robote, odražava fleksibilnost radnji robota i može biti predstavljen brojem linearnih pokreta, zamaha ili rotacija ose. Broj zglobova koje robotski mehanizam može nezavisno da pomera naziva se stepenom slobode robotskog mehanizma, skraćeno kao Degree of Freedom, što je skraćeno kao DOF. Trenutna metoda upravljanja koju koriste industrijski roboti je tretiranje svakog zgloba na robotskoj ruci kao zasebnog servo mehanizma, odnosno svaka os odgovara serveru, a svaki server se upravlja preko magistrale, kojom upravlja i koordinira kontroler. .
IS08373 objašnjava industrijske robote na sljedeći način: "Roboti imaju automatsku kontrolu, reprogramiranje i višenamjenske funkcije. Operator robota ima tri ili više programabilnih osi. U aplikacijama industrijske automatizacije, baza robota može biti fiksna ili pomična. Može se vidjeti da broj osovina industrijskih robota je važan tehnički pokazatelj.
Primjena robota s različitim stupnjevima slobode u industriji
Broj osovina robota određuje stepen njegove slobode. Da li je bolje imati više stepena slobode? Što je više stepena slobode, to je bliža akcionoj funkciji ljudske ruke i veća je njena svestranost; Međutim, što je više stupnjeva slobode, složenija je struktura i veći su ukupni zahtjevi za robotima, što je kontradikcija u dizajnu robota. Kako se broj osovina povećava, tako se povećava i fleksibilnost robota. Međutim, u sadašnjim industrijskim aplikacijama najčešće se koriste troosni, četveroosni, petoosni dvostruki ručni i šestoosni industrijski roboti, a izbor broja osi obično ovisi o specifičnoj primjeni. To je zato što u nekim aplikacijama nije potrebna velika fleksibilnost, dok troosni i četveroosni roboti imaju veću isplativost, a troosni i četveroosni roboti također imaju značajne prednosti u brzini. Ako je to samo za neke jednostavne primjene, kao što je branje i postavljanje dijelova između transportnih traka, tada je dovoljan robot s četiri ose. Ako robot treba da radi u uskom prostoru, a robotska ruka treba da se okreće i okreće unazad, robot sa šest ili sedam osovina je najbolji izbor.
Trenutno se roboti sa šest osovina najčešće koriste u industrijskom polju. Industrijski robot sa šest zglobova je vrlo sličan ljudskoj ruci, s dijelovima koji su jednaki ramenima, laktovima i zglobovima. Njegova "ramena" se obično postavljaju na fiksnu baznu konstrukciju. Funkcija ljudske ruke je da pomiče ruku u različite položaje, dok je funkcija šestoosnog robota da pomjeri krajnji efektor i instalira različite aktuatore pogodne za specifične scenarije primjene na kraju robotske ruke, kao što su hvataljke, raspršivači, burgije i prskalice, za obavljanje različitih radnih zadataka.
Nedavno su različiti proizvođači robota objavili najnovije robote za suradnju čovjeka i mašine, od kojih skoro svi koriste industrijske robote sa redundantnim stepenom slobode sa sedam osa. Međunarodno poznati proizvođači robota uložili su napore da lansiraju nove proizvode za robote sa sedam osovina kako bi osvojili novo tržište visoke klase. Međutim, u poređenju sa tradicionalnim industrijskim robotima sa četiri i šest osovina, jaz u vrstama proizvoda i proporcijama prodaje trenutno je veoma značajan.
Trend razvoja robota redundantnog stepena slobode
Šest stupnjeva slobode je minimalni broj stupnjeva slobode koji imaju mogućnost kompletnog prostornog pozicioniranja. Roboti s više od šest osa zajednički se nazivaju roboti redundantnih stupnjeva slobode. Istraživanje kinematike robota ima za cilj riješiti kretanje ili rotaciju svakog zgloba kada krajnji efektor robotskog manipulatora dostigne određenu poziciju u prostoru, što je kamen temeljac i ključ cjelokupne robotike. S brzim razvojem ljudske civilizacije, roboti su potrebni za obavljanje zadataka u mnogim industrijskim, visinskim, dubokomorskim, nuklearnim otpadom i opasnim radnim okruženjima. Ovo postavlja veće zahtjeve za pouzdanost, operativnost i inteligenciju kontrole kretanja robota. U budućnosti, kako se njegova preciznost i dalje povećava, roboti sa redundantnim stepenom slobode imat će više prednosti u izbjegavanju prepreka, prevladavanju pojedinačnih točaka, fleksibilnosti i toleranciji grešaka. Suočeni sa složenim radnim okruženjem i stalno promjenjivim zahtjevima posla, industrijski roboti sa suvišnim stepenom slobode imat će više mjesta za korištenje. Vjerujem da će u bliskoj budućnosti zamijeniti ručni rad za preciznije operacije.