System ontoleg robotiaid diwydiannol, yn fyr, yw'r rhan caledwedd sy'n ffurfio'r robot ei hun. Mae'n cynnwys y prif gydrannau megis y gwaelod, y waist, y breichiau, yr arddyrnau, a'r effeithiau terfynol, sy'n cydweithio i gyflawni tasgau diwydiannol amrywiol. Y tu ôl i'r strwythur mecanyddol sy'n ymddangos yn syml mae technoleg hynod gymhleth a dyluniad manwl gywir.
1.1 Strwythur Mecanyddol a Graddau Rhyddid
Mae robotiaid diwydiannol fel arfer yn mabwysiadu strwythurau mecanyddol cymalog gyda 4 i 6 gradd o ryddid (DOF). Yn eu plith, defnyddir 3 gradd o ryddid i reoli sefyllfa'r effeithydd terfynol, a defnyddir yr 1 i 3 gradd arall o ryddid i addasu ystum a chyfeiriad yr effeithydd terfynol. Mae'r graddau hyn o ryddid yn galluogi robotiaid i gyflawni tasgau manwl a chymhleth fel trin, weldio a chydosod.
Gellir addasu'r effeithydd terfynol (hy "llaw" y fraich robotig) yn ôl senarios cais penodol, wedi'i gyfarparu â gwahanol offer gwaith megis gynnau weldio, cwpanau sugno, wrenches, gynnau chwistrellu, ac ati. Mae'r hyblygrwydd hwn yn galluogi robotiaid diwydiannol i addasu i wahanol anghenion diwydiannau amrywiol.
1.2 Dylunio Peiriannau Manwl a Rheolaeth Ddeinamig
Mae angen i strwythur corff robotiaid diwydiannol nid yn unig ystyried gofynion mecaneg a dynameg, ond mae'n rhaid iddo hefyd fod â manylder uchel ac anhyblygedd uchel. Mae dyluniad pob cydran yn gofyn am ddadansoddiad deinamig manwl gywir ac optimeiddio. Gan gymryd yr arddwrn fel enghraifft, er mwyn cyflawni addasiad ystum cymhleth, mae angen cymalau troi lluosog (fel arfer 3 gradd o ryddid). Mae'r cysylltiad rhwng y cymalau hyn yn cynhyrchu dirgryniadau, ac mae sut i leihau'r dirgryniadau hyn trwy reolaeth fanwl tra'n sicrhau cywirdeb symudiad y robot yn her ddylunio.
Yn ogystal, er mwyn cyflawni gweithrediad manwl uchel, mae robotiaid diwydiannol fel arfer yn gofyn am gywirdeb lleoli dro ar ôl tro yr effeithydd terfynol i gyrraedd ± 0.05mm neu hyd yn oed yn uwch. Mae'r manwl gywirdeb hwn yn hanfodol ar gyfer rhai diwydiannau allweddol megis gweithgynhyrchu modurol, cydosod cynnyrch electronig, ac ati.
1.3 Gofynion perfformiad uchel ar gyfer cydrannau craidd
Mae perfformiad robotiaid yn dibynnu'n fawr ar eu cydrannau craidd, gan gynnwys moduron servo, gostyngwyr ac amgodyddion. Motors Servo yw'r ffynhonnell bŵer ar gyfer robotiaid, tra bod gostyngwyr manwl gywir (fel gostyngwyr harmonig) yn gyfrifol am drosi cylchdroi'r modur i symudiad y fraich robotig, gan sicrhau bod y robot yn gallu cwblhau tasgau'n effeithlon ac yn gywir. Mae'r amgodiwr yn gydran allweddol a ddefnyddir i ganfod lleoliad y fraich robotig, gan sicrhau y gellir rheoli pob cymal yn fanwl gywir ar gyfer mudiant.
Mae anhawster technegol y cydrannau craidd hyn yn gymharol uchel, ac mae'r gost hefyd yn cyfrif am y rhan fwyaf o gost y corff robot. Felly, mae gweithgynhyrchwyr robotiaid yn aml yn addasu'r cydrannau hyn yn fawr a hyd yn oed yn cydweithio â chyflenwyr blaenllaw i sicrhau bod robotiaid yn gallu bodloni'r safonau perfformiad uchel gofynnol.
1.4 Gwyddor Deunyddiau a Thechnoleg Gweithgynhyrchu
Er mwyn cynnal perfformiad sefydlog robotiaid diwydiannol yn ystod-gweithrediad tymor hir, mae strwythur y corff yn aml wedi'i wneud o aloi alwminiwm cast arbennig neu ddur cryfder uchel. Mae'r deunyddiau hyn yn cael eu peiriannu'n fanwl a thriniaeth wres i gydbwyso cryfder, anystwythder ac ysgafnder, gan sicrhau bod robotiaid yn gallu gwrthsefyll llwythi gwaith hirdymor.
Yn ogystal â chryfder y deunydd ei hun, mae perfformiad selio'r cyd hefyd yn ofyniad dylunio pwysig iawn. Er enghraifft, mae robotiaid diwydiannol fel arfer yn gofyn am lefel benodol o amddiffyniad i atal llwch neu hylifau rhag ymwthio. Gall gweithrediadau dwyster uchel hirdymor hefyd achosi traul ar gydrannau, felly mae sut i ddewis deunyddiau sy'n gwrthsefyll traul yn dda a'u sicrhau trwy brosesau manwl gywir wedi dod yn her dechnegol arall i robotiaid.
1.5 Integreiddiad uchel ac addasu system
Nid cyrff mecanyddol syml yn unig yw robotiaid diwydiannol, rhaid iddynt gael eu hintegreiddio'n fawr â systemau lluosog megis systemau rheoli a synwyryddion. Mae angen i'r corff robotiaid gyfnewid data amser real gyda'r rheolydd trwy-fws cyflym (fel EtherCAT) i addasu ei gyflwr mudiant yn gywir.
Ar yr un pryd, er mwyn addasu'n well i amgylcheddau diwydiannol cymhleth, mae angen i robotiaid hefyd integreiddio gwahanol synwyryddion, megis synwyryddion grym, synwyryddion gweledigaeth, ac ati. Gall y synwyryddion hyn alluogi robotiaid i "ganfod" yr amgylchedd cyfagos a gwneud ymatebion addasol. Er enghraifft, yn ystod weldio, gall robotiaid ddefnyddio synwyryddion grym i ganfod newidiadau mewn grym cyswllt, a thrwy hynny reoli'r broses weldio yn gywir.
Mae gan wahanol senarios cais hefyd wahanol ofynion ar gyfer robotiaid. Mae gan dasgau megis trin, weldio a chynulliad ofynion gwahanol ar gyfer gallu llwyth, ystod symudiad, a chywirdeb robotiaid. Felly, mae angen addasu robotiaid diwydiannol fel arfer yn ôl senarios cais gwirioneddol i sicrhau'r perfformiad mwyaf posibl o dan amodau penodol.
2. Rhesymau dros robotiaid diwydiannol yn disodli llafur dynol: effeithlon, manwl gywir, a diogel
Felly, ar ba sail y gall robotiaid diwydiannol ddisodli llafur dynol? Yr ateb yw eu heffeithlonrwydd, cywirdeb a diogelwch.
2.1 Effeithlonrwydd
Gall robotiaid weithio 24 awr y dydd heb ymyrraeth, gan wella effeithlonrwydd cynhyrchu yn fawr. Yn enwedig mewn rhai tasgau hynod ailadroddus, gall robotiaid gwblhau eu gwaith yn gyflym heb gael eu heffeithio gan ffactorau dynol fel blinder ac amrywiadau emosiynol.
2.2 Cywirdeb
Fel y soniwyd yn gynharach, gall robotiaid diwydiannol gyflawni gweithrediadau manwl uchel, gan eu gwneud yn arbennig o addas ar gyfer senarios sydd angen goddefiannau llym a gweithrediad manwl. Mewn diwydiannau fel gweithgynhyrchu ceir a chydosod electronig, gall robotiaid gyflawni manylder ymhell y tu hwnt i fodau dynol, gan sicrhau-cynnyrch o ansawdd uchel.
2.3 Diogelwch
Gall robotiaid gymryd lle bodau dynol mewn rhai swyddi peryglus, megis weldio mewn amgylcheddau tymheredd uchel a thrin deunyddiau ymbelydrol. Mae hyn nid yn unig yn amddiffyn diogelwch gweithwyr, ond hefyd yn lleihau -damweiniau sy'n gysylltiedig â gwaith, gan sicrhau sefydlogrwydd ac effeithlonrwydd y broses gynhyrchu.
Er bod robotiaid diwydiannol wedi disodli llafur dynol mewn sawl maes ac wedi cwblhau nifer fawr o dasgau trwm, mae eu datblygiad technolegol yn dal i ddatblygu'n gyson. Gyda datblygiad parhaus technolegau megis deallusrwydd artiffisial, Rhyngrwyd Pethau, a data mawr, bydd robotiaid diwydiannol y dyfodol yn dod yn fwy deallus, yn gallu barnu'n annibynnol, gwneud penderfyniadau, a chydweithio â dyfeisiau eraill i gyflawni dulliau cynhyrchu mwy effeithlon.
Nid yw robotiaid diwydiannol i fod i gymryd lle llafur dynol yn llwyr, ond i weithio'n agos gyda bodau dynol, gan ryddhau llafur dynol a chaniatáu i bobl ganolbwyntio mwy ar waith creadigol, gwneud penderfyniadau a gwaith lefel uwch. Yn oes Diwydiant 4.0, robotiaid yw'r bont rhwng technoleg a chynhyrchiant, a'r grym craidd ar gyfer trawsnewid diwydiant gweithgynhyrchu modern.