1, Chế tạo thân robot
Xương sống của dây chuyền công nghiệp nằm ở khâu sản xuất thân robot ở giữa dây chuyền công nghiệp, là vị trí đặt “thân” của robot công nghiệp. Trong giai đoạn này, các loại robot khác nhau được trang bị các đặc điểm chức năng khác nhau: robot đa khớp (đa trục) được biết đến với tính linh hoạt và linh hoạt, robot cộng tác nhấn mạnh đến sự hợp tác thân thiện, robot SCARA (ngang) tập trung vào độ chính xác theo chiều ngang, robot tọa độ Descartes vượt trội trong chuyển động tuyến tính dài và robot song song và robot di động AGV/AMR có khả năng di chuyển tự do. Những robot với hình dáng khác nhau này đều được sinh ra để thích ứng với các môi trường và nhu cầu làm việc khác nhau và đã trở thành một phần không thể thiếu trong sản xuất công nghiệp.
2, Các thành phần cốt lõi ngược dòng
Trung tâm vận hành robot nằm ở thành phần cốt lõi thượng nguồn của chuỗi ngành công nghiệp robot công nghiệp và là chìa khóa vận hành của toàn bộ hệ thống robot. Các thành phần này không chỉ quyết định hiệu suất và hiệu quả của robot mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí và kịch bản ứng dụng của robot. Các thành phần cốt lõi chủ yếu bao gồm hệ thống điều khiển, bộ giảm tốc, hệ thống servo, cảm biến và bộ phận tác động cuối, mỗi bộ phận có chức năng và vai trò riêng.
1. Hệ thống điều khiển:
Hệ thống điều khiển được coi là “bộ não” của robot, chịu trách nhiệm chỉ huy và điều phối hoạt động của các bộ phận khác nhau của robot. Hệ thống điều khiển thường bao gồm bộ điều khiển, bộ xử lý phần cứng và thuật toán phần mềm.
① Bộ điều khiển: Bộ điều khiển là cốt lõi của hệ thống điều khiển, chịu trách nhiệm tiếp nhận dữ liệu từ các cảm biến, xử lý dữ liệu này theo các chương trình cài sẵn và đưa ra các lệnh tương ứng. Hiệu suất của bộ điều khiển ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ phản ứng và độ chính xác của robot, do đó đòi hỏi khả năng xử lý và độ tin cậy cực cao.
② Bộ xử lý phần cứng: Bộ xử lý phần cứng đóng vai trò là động cơ tính toán trong các hệ thống điều khiển. Việc này đòi hỏi phải xử lý nhanh chóng lượng lớn dữ liệu để đảm bảo rô-bốt có thể phản hồi-theo thời gian thực đối với nhiều nhiệm vụ công việc phức tạp khác nhau.
③ Thuật toán phần mềm: Thuật toán phần mềm là linh hồn của hệ thống điều khiển. Bằng cách viết và tối ưu hóa các thuật toán điều khiển, robot có thể thực hiện nhiều hành động chính xác khác nhau như lập kế hoạch đường đi, điều khiển chuyển động và tránh chướng ngại vật.
2. Giảm tốc:
Bộ giảm tốc là thành phần truyền động quan trọng trong rô-bốt công nghiệp. Chức năng chính của nó là chuyển đổi đầu ra của động cơ-tốc độ cao, mô-men xoắn thấp thành công suất-mô-men xoắn cao, tốc độ thấp để dẫn động các khớp và bộ truyền động của rô-bốt. Chất lượng và độ chính xác của bộ giảm tốc quyết định trực tiếp đến độ chính xác và độ ổn định chuyển động của robot. Các loại bộ giảm tốc phổ biến bao gồm bộ giảm tốc RV và bộ giảm tốc điều hòa.
① Bộ giảm tốc RV: Bộ giảm tốc RV (RotaryVector) là bộ giảm tốc dựa trên nguyên lý truyền động bánh xích tròn, có các đặc tính về độ cứng cao, mô-men xoắn cao và độ chính xác cao và được sử dụng rộng rãi trong các rô-bốt nhiều khớp và rô-bốt công nghiệp hạng nặng. Độ chính xác cao và đặc tính phản ứng ngược thấp của bộ giảm tốc RV khiến chúng đặc biệt phù hợp với các ứng dụng yêu cầu-định vị có độ chính xác cao, chẳng hạn như hàn, lắp ráp, v.v.
② Bộ giảm sóng hài: Bộ giảm sóng hài đạt được khả năng truyền-chính xác cao thông qua sự kết hợp giữa vòng bi linh hoạt và bộ tạo sóng. Nó có ưu điểm là cấu trúc nhỏ gọn, tỷ số truyền cao, công suất mô-men xoắn cao và thường được sử dụng trong các robot nhẹ hoặc các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao. Bộ giảm sóng hài được sử dụng rộng rãi trong cánh tay robot, đặc biệt là trong các ứng dụng yêu cầu điều khiển chính xác, chẳng hạn như sản xuất điện tử và lắp ráp thiết bị y tế.
3. Hệ thống servo:
Hệ thống servo là thiết bị năng lượng cốt lõi giúp robot công nghiệp đạt được chuyển động hiệu quả. Nó thường bao gồm các động cơ servo, bộ điều khiển servo và bộ mã hóa, chịu trách nhiệm chung điều khiển chuyển động của robot.
① Động cơ servo: Động cơ servo là bộ phận quan trọng giúp chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học và trực tiếp điều khiển chuyển động khớp của robot. Động cơ servo cần có khả năng đáp ứng động cao để đạt được khả năng định vị và kiểm soát tốc độ chính xác của robot. Các robot công nghiệp khác nhau sẽ chọn động cơ servo có thông số kỹ thuật và công suất khác nhau tùy theo tình huống ứng dụng để đáp ứng yêu cầu chuyển động của chúng.
② Trình điều khiển servo: Trình điều khiển servo là thành phần cốt lõi điều khiển mô tơ servo, đồng thời điều chỉnh tốc độ và vị trí của động cơ bằng cách nhận hướng dẫn từ bộ điều khiển. Trình điều khiển servo cần có khả năng phản hồi nhanh các tín hiệu điều khiển và điều chỉnh chính xác trạng thái hoạt động của động cơ để đảm bảo chuyển động trơn tru và chính xác của robot.
③ Bộ mã hóa: Bộ mã hóa được sử dụng để đo tốc độ và vị trí của động cơ servo, đồng thời cung cấp phản hồi cho hệ thống điều khiển để đạt được điều khiển-vòng kín. Độ chính xác của bộ mã hóa ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác chuyển động của rô-bốt và bộ mã hóa có độ phân giải cao{2}}có thể cải thiện đáng kể độ chính xác định vị của rô-bốt, đặc biệt là trong các tình huống lắp ráp và xử lý đòi hỏi độ chính xác cao.
4. Cảm biến:
Cảm biến mang lại cho robot khả năng nhận biết môi trường và trạng thái của chính chúng, cho phép chúng thực hiện các nhiệm vụ một cách an toàn và chính xác trong môi trường làm việc phức tạp và luôn thay đổi. Có nhiều loại cảm biến, bao gồm cảm biến vị trí, cảm biến mô-men xoắn, cảm biến hình ảnh và cảm biến xúc giác.
① Cảm biến vị trí: Cảm biến vị trí được sử dụng để đo vị trí và tư thế của robot, thường bao gồm cảm biến góc và cảm biến dịch chuyển. Thông qua các cảm biến này, robot có thể đạt được khả năng điều khiển chuyển động chính xác và tránh va chạm và nhiễu.
② Cảm biến mô-men xoắn: Cảm biến mô-men xoắn được sử dụng để đo lực và mô-men xoắn mà robot gặp phải trong quá trình làm việc. Cảm biến mô-men xoắn đặc biệt quan trọng trong robot cộng tác và robot lắp ráp vì chúng có thể giúp robot nhận biết và điều chỉnh lực tác dụng, từ đó cải thiện độ chính xác và an toàn trong công việc.
③ Cảm biến thị giác: Cảm biến thị giác cung cấp cho robot khả năng "thị giác", cho phép chúng nhận biết và định vị vật thể. Kết hợp với các thuật toán xử lý hình ảnh, cảm biến hình ảnh có thể hỗ trợ robot thực hiện các nhiệm vụ phức tạp như nhận dạng, phân loại và theo dõi đối tượng.
④ Cảm biến xúc giác: Cảm biến xúc giác cho phép robot nhận biết lực tiếp xúc và đặc điểm bề mặt. Chúng thường được sử dụng cho các nhiệm vụ lắp ráp tinh xảo và xử lý bề mặt, cho phép robot thích ứng linh hoạt hơn với các môi trường làm việc khác nhau.
5. Cơ quan tác động cuối cùng:
Bộ phận tác động cuối là bộ phận của robot công nghiệp thực hiện các nhiệm vụ cụ thể, tương đương với “bàn tay” của robot. Việc thiết kế và lựa chọn bộ phận tác động cuối ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả và khả năng ứng dụng của robot. Các thiết bị tác động cuối phổ biến bao gồm cánh tay robot, đồ đạc, súng hàn, thiết bị phun, v.v.
3, Tích hợp hệ thống hạ nguồn
Việc tích hợp hệ thống hạ nguồn của chuỗi công nghiệp nơi robot thể hiện khả năng của mình là sân khấu lớn để robot công nghiệp thể hiện khả năng của mình. Tại đây, robot thể hiện kỹ năng của mình trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau thông qua hàn, xếp hàng, xử lý, lắp ráp, phun sơn, v.v. Các kịch bản ứng dụng này hầu như bao trùm tất cả các lĩnh vực công nghiệp và trong mọi ngành đều có thể nhìn thấy hình ảnh robot công nghiệp phát ra ánh sáng và nhiệt.