Máy điều khiển công nghiệp hoặc máy thao tác robot là máy được sử dụng để thao tác hoặc kiểm soát vật liệu mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Ban đầu nó được sử dụng để điều khiển vật thể phóng xạ hoặc nguy hiểm sinh học mà một người có thể khó xử lý. Nhưng hiện nay chúng đang được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như nâng hạ vật nặng, hàn liên tục với độ chính xác tốt… Ngoài các ngành công nghiệp chúng còn được sử dụng trong bệnh viện như dụng cụ phẫu thuật. Và bây giờ các bác sĩ của một ngày sử dụng rộng rãi các thao tác điều khiển robot trong các hoạt động của họ.
Trước khi nói với bạn về các loại tay máy công nghiệp, tôi muốn nói với bạn về các khớp nối.
Một doanh có hai tham chiếu. Cái đầu tiên là hệ quy chiếu thông thường được cố định. Hệ quy chiếu thứ hai không cố định và sẽ di chuyển so với hệ quy chiếu thứ nhất tùy thuộc vào vị trí khớp (hoặc giá trị khớp) xác định cấu hình của nó.
Chúng ta sẽ tìm hiểu về hai khớp nối được sử dụng trong sản xuất các loại Bộ điều khiển công nghiệp khác nhau.
1. Revolute Joint:
Chúng có một bậc tự do và mô tả chuyển động quay (1 bậc tự do) giữa các vật thể. Cấu hình của chúng được xác định bởi một giá trị đại diện cho lượng quay quanh trục z của hệ quy chiếu đầu tiên của chúng.
Ở đây chúng ta có thể thấy khớp quay vòng giữa hai đối tượng. Ở đây follower có thể có chuyển động quay xung quanh đế của nó.
2. Khớp lăng trụ:
Mối ghép lăng trụ có một bậc tự do và được dùng để mô tả chuyển động tịnh tiến giữa các vật thể. Cấu hình của chúng được xác định bởi một giá trị đại diện cho lượng dịch dọc theo trục z của hệ quy chiếu đầu tiên của chúng.
Ở đây bạn có thể thấy các khớp lăng trụ khác nhau trong một hệ thống.
Các loại bộ điều khiển công nghiệp khác nhau
Trong các ngành công nghiệp, nhiều loại tay máy công nghiệp được sử dụng tùy theo yêu cầu của chúng. Một số trong số họ được liệt kê dưới đây.
- Robot tọa độ Descartes:
Trong robot công nghiệp này, 3 trục nguyên lý của nó có các khớp lăng trụ hoặc chúng chuyển động thẳng hoàn toàn với nhau. Robot Descartes thích hợp nhất để pha chế chất kết dính như trong ngành công nghiệp ô tô. Ưu điểm chính của Cartesian là chúng có khả năng di chuyển theo nhiều hướng tuyến tính. Và họ cũng có thể thực hiện chèn đường thẳng và dễ dàng lập trình. Nhược điểm của robot Descartes là chiếm quá nhiều không gian vì hầu hết không gian trong robot này không được sử dụng.
- Robot SCARA:
Từ viết tắt SCARA là viết tắt của Selective Compliance Assembly Robot Arm hoặc Selective Compliance Articulated Robot Arm. Robot SCARA có chuyển động tương tự như chuyển động của cánh tay người. Các máy này bao gồm cả khớp 'vai' và khớp 'khuỷu tay' cùng với trục 'cổ tay' và chuyển động thẳng đứng. Robot SCARA có 2 khớp quay và 1 khớp lăng trụ. Robot SCARA có chuyển động hạn chế nhưng đó cũng là lợi thế của nó vì nó có thể di chuyển nhanh hơn các robot 6 trục khác. Nó cũng rất cứng và bền. Chúng hầu hết được sử dụng trong các ứng dụng mục đích yêu cầu các chuyển động điểm tới điểm nhanh, lặp lại và rõ ràng như xếp hàng, xếp hàng DE, xếp / dỡ máy và lắp ráp. Nhược điểm của nó là hạn chế chuyển động và không linh hoạt lắm.
- Robot hình trụ:
Về cơ bản nó là một cánh tay robot di chuyển xung quanh một cực hình trụ. Một hệ thống robot hình trụ có ba trục chuyển động - trục chuyển động tròn và hai trục thẳng trong chuyển động ngang và dọc của cánh tay. Vì vậy nó có 1 khớp quay, 1 khớp trụ và 1 khớp lăng trụ. Ngày nay Robot hình trụ ít được sử dụng hơn và được thay thế bằng các robot linh hoạt và nhanh hơn nhưng nó có một vị trí rất quan trọng trong lịch sử vì nó đã được sử dụng cho các nhiệm vụ vật lộn và giữ nhiều trước khi robot sáu trục được phát triển. Ưu điểm của nó là có thể di chuyển nhanh hơn nhiều so với robot Descartes nếu hai điểm có cùng bán kính. Nhược điểm của nó là cần nỗ lực chuyển đổi từ hệ tọa độ Descartes sang hệ tọa độ trụ.
- Robot PUMA:
PUMA (Máy đa năng có thể lập trình để lắp ráp, hoặc Cánh tay thao tác đa năng có thể lập trình) là robot công nghiệp được sử dụng phổ biến nhất trong các hoạt động lắp ráp, hàn và phòng thí nghiệm đại học. Nó giống với cánh tay của con người hơn là robot SCARA. Nó có tính linh hoạt cao hơn SCARA nhưng nó cũng làm giảm độ chính xác của nó. Vì vậy, chúng được sử dụng trong các công việc ít chính xác hơn như lắp ráp, hàn và xử lý vật thể. Nó có 3 khớp quay nhưng không phải tất cả các khớp đều song song, khớp thứ hai từ cơ sở là trực giao với các khớp khác. Điều này làm cho PUMA tuân theo cả ba trục X, Y và Z. Nhược điểm của nó là độ chính xác kém hơn nên không thể sử dụng trong các ứng dụng quan trọng và cần độ chính xác cao.
- Robot Polar:
Đôi khi nó được coi là robot hình cầu. Đây là những cánh tay rô bốt đứng yên với các bao làm việc hình cầu hoặc gần hình cầu có thể được định vị trong một hệ tọa độ cực. Chúng tinh vi hơn các robot Descartes và SCARA nhưng giải pháp điều khiển của nó ít phức tạp hơn nhiều. Nó có 2 khớp quay và 1 khớp lăng trụ để tạo không gian làm việc gần hình cầu. Ứng dụng chính của nó là xử lý các hoạt động trong dây chuyền sản xuất và chọn và đặt robot.
Về thiết kế cổ tay, nó có hai cấu hình:
Pitch-Yaw-Roll (XYZ) giống như cánh tay người và Roll-Pitch-Roll giống như cổ tay hình cầu. Cổ tay hình cầu là phổ biến nhất vì nó đơn giản hơn về mặt cơ học để thực hiện. Nó thể hiện các cấu hình đơn lẻ có thể được xác định và do đó tránh được khi hoạt động với robot. Sự trao đổi giữa sự đơn giản của các giải pháp mạnh mẽ và sự tồn tại của các cấu hình đơn lẻ là điều thuận lợi cho thiết kế cổ tay hình cầu, và đó là lý do thành công của nó.