I robot industriali sono manipolatori multi-articolazione o dispositivi macchina a più gradi di libertà ampiamente utilizzati in campo industriale. Hanno un certo grado di automazione e possono fare affidamento sulla propria energia elettrica e capacità di controllo per realizzare varie funzioni di lavorazione e produzione industriale. I robot industriali sono ampiamente utilizzati in vari settori industriali come l’elettronica, la logistica e l’industria chimica.
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Composizione del robot industriale
I robot industriali sono composti principalmente da tre parti fondamentali: il corpo principale, il sistema di guida e il sistema di controllo.
Il corpo principale, ovvero la base e l'attuatore, comprese braccia, polsi e mani, e alcuni robot sono dotati anche di meccanismi per camminare. La maggior parte dei robot industriali ha da 3 a 6 gradi di libertà di movimento, di cui il polso solitamente ha da 1 a 3 gradi di libertà di movimento;
Sistema di azionamento - compreso il dispositivo di potenza e il meccanismo di trasmissione, il nucleo è il riduttore e il servomotore, che vengono utilizzati per far sì che l'attuatore produca azioni corrispondenti;
Sistema di controllo: invia segnali di comando al sistema di azionamento e agli attuatori in base al programma di input e li controlla.
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Schema di smontaggio del robot industriale
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Classificazione dei robot industriali
Per quanto riguarda la classificazione dei robot industriali, non esiste uno standard internazionale unificato. Possono essere suddivisi in base al peso del carico, al metodo di controllo, al grado di libertà, alla struttura e ai campi di applicazione.
La classificazione in base alla forma strutturale è la seguente:
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La classificazione in base all'applicazione è la seguente:
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Filiera industriale dei robot industriali
La filiera della robotica industriale è composta principalmente da produttori di parti di robot, produttori di corpi di robot, agenti, integratori di sistemi e utenti finali. L’ontologia è il nucleo della catena industriale dei robot. Di solito, le società di ontologia progettano ontologie, scrivono software, acquistano e vendono agli integratori di sistema tramite agenti e gli integratori di sistema si rivolgono direttamente ai clienti finali. Alcune società e agenti di Ontology fungono anche da integratori di sistema.
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Dal punto di vista aziendale, ABB, FANUC, KUKA e YASKAWA sono le quattro principali famiglie di robot industriali. Sono diventati i principali fornitori di robot industriali a livello mondiale, rappresentando circa il 50% della quota di mercato.
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Come funzionano i robot industriali
Il principio di funzionamento dei robot è una questione relativamente complessa. In poche parole, il principio dei robot è quello di imitare vari movimenti del corpo umano, modi di pensare, capacità di controllo e decisionali. Dal punto di vista del controllo, i robot possono raggiungere questo obiettivo nei quattro modi seguenti.
Metodo "Insegnamento e riproduzione": Insegna al manipolatore come muoversi attraverso la "scatola didattica" o "mano nella mano". Il controller memorizza il processo di insegnamento, quindi il robot ripete le azioni di insegnamento più e più volte in base alla memoria, come il robot di spruzzatura.
Metodo di "controllo programmabile": il personale prepara in anticipo un programma di controllo in base alle attività lavorative del robot e alle traiettorie di movimento, quindi inserisce il programma di controllo nel controller del robot, avvia il programma di controllo e il robot completa le azioni specificate nella fase del programma per passo. , se l'attività cambia, basta modificare o riscrivere il programma di controllo, che è molto flessibile e conveniente. La maggior parte dei robot industriali funziona nei primi due modi.
Metodo di "controllo remoto": un essere umano utilizza un telecomando cablato o wireless per controllare il robot per completare un determinato compito in luoghi difficili da raggiungere o pericolosi per l'uomo. Come robot antisommossa, robot militari, robot che lavorano in ambienti con radiazioni nucleari e inquinamento chimico, ecc.
Metodo di "controllo autonomo": è il metodo di controllo più avanzato e complesso nel controllo dei robot. Richiede che il robot abbia la capacità di riconoscere l'ambiente e prendere decisioni autonome in un ambiente complesso non strutturato, cioè deve avere determinati comportamenti intelligenti degli esseri umani.
Prendendo come esempio un robot multi-giunto verticale a sei assi (come mostrato di seguito), attraverso il controller del robot e il suo sistema di controllo, può realizzare la rotazione dell'asse S, l'inclinazione del braccio inferiore dell'asse L, l'inclinazione del braccio superiore dell'asse U, Oscillazione laterale del braccio dell'asse R e inclinazione del polso dell'asse B. E rotazione del polso sull'asse T per ottenere il funzionamento e il coordinamento dell'azione a sei assi.
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Se viene utilizzato un sistema di controllo centralizzato, il suo principio di controllo sarà quello mostrato nella figura seguente:
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Se viene utilizzato un sistema di controllo distribuito, il suo principio di controllo sarà quello mostrato nella figura seguente:
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Alcuni problemi affrontati dai produttori di robot industriali
Con il continuo miglioramento industriale del settore manifatturiero industriale e l’emergere di varie nuove tecnologie, i produttori di robot devono considerare anche le esigenze dei loro utenti finali durante il processo di produzione. Ad esempio, quando si ammodernano alcune fabbriche e linee di produzione, anche i produttori di robot devono adattarsi ai cambiamenti del mercato e apportare le modifiche corrispondenti.
