Avec le développement rapide de l'industrie robotique, les robots industriels ont été largement utilisés dans diverses industries, de la manutention à la maintenance des machines, du soudage à la découpe, de l'assemblage à la pulvérisation. Nous avons constaté que ces robots industriels ont des formes et des performances fonctionnelles différentes. Alors, qu'est-ce qui détermine la flexibilité et le champ d'activité des robots industriels ? Ce problème est assez complexe, mais il existe un facteur clé qui détermine en grande partie la flexibilité et l'amplitude de mouvement des robots, qui est le degré de liberté des robots industriels, communément appelé le nombre d'axes.
Quels sont les degrés de liberté des robots industriels ?
Habituellement utilisé comme indicateur technique pour les robots, il reflète la flexibilité des actions du robot et peut être représenté par le nombre de mouvements linéaires, d'oscillations ou de rotations de l'axe. Le nombre d'articulations qu'un mécanisme de robot peut déplacer indépendamment est appelé le degré de liberté du mécanisme de robot, abrégé en Degré de Liberté, qui est abrégé en DOF. La méthode de contrôle actuelle utilisée par les robots industriels consiste à traiter chaque articulation du bras robotique comme un mécanisme d'asservissement séparé, c'est-à-dire que chaque axe correspond à un serveur et que chaque serveur est contrôlé via un bus, qui est contrôlé et coordonné par le contrôleur. .
IS08373 explique les robots industriels comme suit : "Les robots ont un contrôle automatique, une reprogrammabilité et des fonctions polyvalentes. L'opérateur du robot a trois axes programmables ou plus. Dans les applications d'automatisation industrielle, la base du robot peut être fixe ou mobile. On peut voir que le nombre d'axes des robots industriels est un indicateur technique important.
L'application des robots avec différents degrés de liberté dans l'industrie
Le nombre d'axes du robot détermine son degré de liberté. Est-il préférable d'avoir plus de degrés de liberté ? Plus il y a de degrés de liberté, plus elle est proche de la fonction d'action de la main humaine et meilleure est sa polyvalence ; Cependant, plus il y a de degrés de liberté, plus la structure est complexe et plus les exigences globales pour les robots sont élevées, ce qui est une contradiction dans la conception des robots. Au fur et à mesure que le nombre d'axes augmente, la flexibilité du robot augmente également. Cependant, dans les applications industrielles actuelles, les plus couramment utilisés sont les robots industriels à trois axes, quatre axes, cinq axes à double bras et six axes, et la sélection du nombre d'axes dépend généralement de l'application spécifique. En effet, dans certaines applications, une grande flexibilité n'est pas requise, tandis que les robots à trois et quatre axes ont une rentabilité plus élevée, et les robots à trois et quatre axes ont également des avantages significatifs en termes de vitesse. S'il ne s'agit que de certaines applications simples, telles que la prise et le placement de pièces entre des bandes transporteuses, un robot à quatre axes est suffisant. Si le robot doit travailler dans un espace étroit et que le bras robotique doit se tourner et s'inverser, un robot à six ou sept axes est le meilleur choix.
Actuellement, les robots à six axes sont les plus utilisés dans le domaine industriel. Un robot industriel à six articulations ressemble beaucoup à un bras humain, avec des parties équivalentes aux épaules, aux coudes et aux poignets. Ses « épaulements » sont généralement installés sur une structure de base fixe. La fonction d'un bras humain est de déplacer la main dans différentes positions, tandis que la fonction d'un robot à six axes est de déplacer l'effecteur terminal et d'installer divers actionneurs adaptés à des scénarios d'application spécifiques à l'extrémité du bras robotique, tels que des pinces, lampes pulvérisatrices, forets et pulvérisateurs, pour effectuer différentes tâches de travail.
Récemment, divers fabricants de robots ont lancé les derniers robots collaboratifs homme-machine, qui utilisent presque tous des robots industriels à degré de liberté redondant à sept axes. Des fabricants de robots de renommée internationale se sont efforcés de lancer de nouveaux produits pour les robots à sept axes afin de conquérir le nouveau marché haut de gamme. Cependant, par rapport aux robots industriels traditionnels à quatre et six axes, l'écart entre les types de produits et la proportion des ventes est actuellement très important.
La tendance de développement des robots redondants à degré de liberté
Six degrés de liberté sont le nombre minimum de degrés de liberté qui ont la capacité de compléter le positionnement spatial. Les robots avec plus de six axes sont collectivement appelés robots à degrés de liberté redondants. La recherche sur la cinématique des robots vise à résoudre le mouvement ou la rotation de chaque articulation lorsque l'effecteur terminal du robot manipulateur atteint une certaine position dans l'espace, qui est la pierre angulaire et la clé de toute la robotique. Avec le développement rapide de la civilisation humaine, les robots sont nécessaires pour accomplir des tâches dans de nombreux environnements de travail industriels, de haute altitude, en haute mer, de déchets nucléaires et dangereux. Cela impose des exigences plus élevées sur la fiabilité, l'opérabilité et l'intelligence du contrôle de mouvement du robot. À l'avenir, à mesure que sa précision continuera d'augmenter, les robots à degré de liberté redondant auront plus d'avantages en matière d'évitement d'obstacles, de dépassement des points singuliers, de flexibilité et de tolérance aux pannes. Face à des environnements de travail complexes et à des exigences professionnelles en constante évolution, les robots industriels à degré de liberté redondant auront plus d'espaces à utiliser. Je crois que dans un avenir proche, il remplacera le travail manuel pour des opérations plus précises.