1. Μηχανική δομή
Η βασική δομή ενός βιομηχανικού ρομπότ περιλαμβάνει το σώμα, τον βραχίονα, τον καρπό και τα δάχτυλα. Μαζί, αυτά τα εξαρτήματα σχηματίζουν το σύστημα κίνησης του ρομπότ, επιτρέποντάς του να τοποθετηθεί με ακρίβεια και να μετακινηθεί σε τρισδιάστατο χώρο.
- Σώμα: Το σώμα είναι το κύριο μέρος του ρομπότ, συνήθως κατασκευασμένο από χάλυβα υψηλής αντοχής, που χρησιμοποιείται για την υποστήριξη άλλων εξαρτημάτων και την παροχή εσωτερικού χώρου για να φιλοξενήσει διάφορους αισθητήρες, ελεγκτές και άλλο εξοπλισμό.
-ARM: Ο βραχίονας είναι το κύριο μέρος του ρομπότ για την εκτέλεση εργασιών, που συνήθως οδηγούνται από τις αρθρώσεις για την επίτευξη κίνησης πολλαπλών βαθμών. Ανάλογα με το σενάριο εφαρμογής, ο βραχίονας μπορεί να σχεδιαστεί με σταθερό άξονα ή ανασυρόμενο άξονα.
- Ο καρπός: Ο καρπός είναι το μέρος του τελικού τελεστή του ρομπότ που έρχεται σε επαφή με το τεμάχιο εργασίας, που αποτελείται συνήθως από μια σειρά αρθρώσεων και συνδέσμων, για να επιτευχθεί ευέλικτες λειτουργίες πιάσης, τοποθέτησης και χειρισμού.
- δάχτυλα: Τα δάχτυλα είναι μέρος του τελικού τελεστή του ρομπότ, που συνήθως περιλαμβάνουν διάφορα εργαλεία και φωτιστικά για την ολοκλήρωση συγκεκριμένων εργασιών χειρισμού.
2. Σύστημα ελέγχου
Το σύστημα ελέγχου ενός βιομηχανικού ρομπότ είναι το βασικό του τμήμα, υπεύθυνο για τη λήψη πληροφοριών από τους αισθητήρες, την επεξεργασία αυτών των πληροφοριών και την αποστολή οδηγιών ελέγχου για την προώθηση της κίνησης του ρομπότ. Το σύστημα ελέγχου περιλαμβάνει συνήθως τα ακόλουθα στοιχεία:
- Ελεγκτής: Ο ελεγκτής είναι ο εγκέφαλος του βιομηχανικού ρομπότ, υπεύθυνος για την επεξεργασία των σημάτων διαφόρων αισθητήρων και τη δημιουργία αντίστοιχων οδηγιών ελέγχου. Οι συνήθεις τύποι ελεγκτών περιλαμβάνουν PLC (προγραμματιζόμενο λογικό ελεγκτή), DCS (σύστημα κατανεμημένου ελέγχου) και IPC (έξυπνο σύστημα ελέγχου).
- Οδηγός: Ο οδηγός είναι η διεπαφή μεταξύ του ελεγκτή και του κινητήρα, υπεύθυνος για τη μετατροπή των οδηγιών ελέγχου που εκδίδεται από τον ελεγκτή στην πραγματική κίνηση του κινητήρα. Ανάλογα με τις απαιτήσεις εφαρμογής, ο οδηγός μπορεί να χωριστεί σε οδηγό βηματικού κινητήρα, οδηγό σερβοκίνης και γραμμικό οδηγό κινητήρα κ.λπ.
- Διεπαφή προγραμματισμού: Η διεπαφή προγραμματισμού είναι ένα εργαλείο για τους χρήστες να αλληλεπιδρούν με το σύστημα ρομπότ, που συνήθως περιλαμβάνει λογισμικό υπολογιστών, οθόνη αφής ή αφοσιωμένο πίνακα λειτουργίας. Μέσω της διεπαφής προγραμματισμού, οι χρήστες μπορούν να ορίσουν τις παραμέτρους κίνησης του ρομπότ, να παρακολουθούν την κατάσταση λειτουργίας του και να διαγνώσουν και να χειριστούν σφάλματα.
3 Αισθητήρες
Τα βιομηχανικά ρομπότ πρέπει να βασίζονται σε διάφορους αισθητήρες για να λάβουν πληροφορίες σχετικά με το περιβάλλον για να εκτελούν εργασίες όπως η σωστή τοποθέτηση, η πλοήγηση και η αποφυγή εμποδίων. Οι συνήθεις τύποι αισθητήρων περιλαμβάνουν:
- Οπτικός αισθητήρας: Ο οπτικός αισθητήρας χρησιμοποιείται για τη λήψη εικόνων ή δεδομένων βίντεο αντικειμένων στόχων, όπως κάμερες, LIDAR κ.λπ. Με την ανάλυση αυτών των δεδομένων, το ρομπότ μπορεί να πραγματοποιήσει λειτουργίες όπως η αναγνώριση αντικειμένων, η τοποθέτηση και η παρακολούθηση.
- Αισθητήρας δύναμης/ροπής: Ο αισθητήρας δύναμης/ροπής χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της εξωτερικής δύναμης και της ροπής του ρομπότ, όπως ο αισθητήρας πίεσης, ο αισθητήρας ροπής κλπ. Αυτά τα δεδομένα είναι ζωτικής σημασίας για τον έλεγχο κίνησης και την παρακολούθηση φορτίου του ρομπότ.
- Αισθητήρας εγγύτητας/απόστασης: Ο αισθητήρας εγγύτητας/απόστασης χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της απόστασης μεταξύ του ρομπότ και των γύρω αντικειμένων για να εξασφαλιστεί ένα ασφαλές εύρος κίνησης. Οι συνηθισμένοι αισθητήρες εγγύτητας/απόστασης περιλαμβάνουν αισθητήρες υπερήχων, αισθητήρες υπέρυθρων κ.λπ.
- κωδικοποιητής: Ο κωδικοποιητής είναι ένας αισθητήρας που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της γωνίας περιστροφής και των πληροφοριών θέσης, όπως ο φωτοηλεκτρικός κωδικοποιητής, ο μαγνητικός κωδικοποιητής κλπ. Με την επεξεργασία αυτών των δεδομένων, το ρομπότ μπορεί να επιτύχει ακριβή σχεδιασμό ελέγχου θέσης και τροχιάς.
4. Διεπαφή επικοινωνίας
Προκειμένου να επιτευχθεί συνεργατική εργασία και ανταλλαγή πληροφοριών με άλλες συσκευές, τα βιομηχανικά ρομπότ πρέπει συνήθως να έχουν ορισμένες δυνατότητες επικοινωνίας. Η διεπαφή επικοινωνίας μπορεί να συνδέσει το ρομπότ με άλλες συσκευές (όπως άλλα ρομπότ στη γραμμή παραγωγής, εξοπλισμό χειρισμού υλικών κλπ.) Και συστήματα διαχείρισης ανώτερου επιπέδου (όπως ERP, MES κ.λπ.) για την επίτευξη λειτουργιών όπως η ανταλλαγή δεδομένων και ο τηλεχειριστήριο. Οι κοινοί τύποι διεπαφής επικοινωνίας περιλαμβάνουν:
- Διεπαφή Ethernet: Η διεπαφή Ethernet είναι μια διεπαφή καθολικής δικτύου που βασίζεται στο πρωτόκολλο IP, το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως στον τομέα του βιομηχανικού αυτοματισμού. Μέσω της διεπαφής Ethernet, το ρομπότ μπορεί να επιτύχει μετάδοση δεδομένων υψηλής ταχύτητας και παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο με άλλες συσκευές.
- Διεπαφή PROFIBUS: Το PROFIBUS είναι ένα διεθνές πρότυπο πρωτόκολλο FieldBus που χρησιμοποιείται ευρέως στον τομέα του βιομηχανικού αυτοματισμού. Η διεπαφή PROFIBUS μπορεί να πραγματοποιήσει γρήγορη και αξιόπιστη ανταλλαγή δεδομένων και συνεργατικό έλεγχο μεταξύ διαφορετικών συσκευών.
- Διεπαφή USB: Η διεπαφή USB είναι μια διεπαφή καθολικής σειριακής επικοινωνίας που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σύνδεση συσκευών εισόδου όπως πληκτρολόγια και ποντίκια, καθώς και συσκευές εξόδου όπως εκτυπωτές και συσκευές αποθήκευσης. Μέσω της διεπαφής USB, το ρομπότ μπορεί να συνειδητοποιήσει διαδραστικές λειτουργίες και μετάδοση πληροφοριών με τον χρήστη.
Συνοπτικά, ένα πλήρες βιομηχανικό ρομπότ αποτελείται από πολλαπλά μέρη όπως η μηχανική δομή, το σύστημα ελέγχου, ο αισθητήρας και η διεπαφή επικοινωνίας. Αυτά τα εξαρτήματα συνεργάζονται για να επιτρέψουν στο ρομπότ να ολοκληρώσει διάφορες εργασίες υψηλής ακρίβειας και υψηλής ταχύτητας σε σύνθετα περιβάλλοντα βιομηχανικής παραγωγής. Με τη συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας και τη συνεχή επέκταση των αναγκών εφαρμογής, τα βιομηχανικά ρομπότ θα συνεχίσουν να διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη σύγχρονη κατασκευή.