IndustrieroboterIndustrieroboter werden häufig in der industriellen Fertigung eingesetzt, beispielsweise im Automobil-, Elektrogeräte- und Lebensmittelbau. Sie ersetzen repetitive, maschinenartige Arbeitsabläufe und sind Maschinen, die ihre verschiedenen Funktionen mit eigener Kraft und Steuerung erfüllen. Sie akzeptieren menschliche Befehle und arbeiten nach vordefinierten Programmen. Im Folgenden werden die Grundkomponenten von Industrierobotern erläutert.
1.Hauptteil
Der Hauptkörper besteht aus der Maschinenbasis und dem Antrieb, der Oberarm, Unterarm, Handgelenk und Hand umfasst und ein mechanisches System mit mehreren Freiheitsgraden bildet. Einige Roboter verfügen zusätzlich über Laufmechanismen. Industrieroboter verfügen über sechs oder mehr Freiheitsgrade, wobei das Handgelenk in der Regel ein bis drei Freiheitsgrade aufweist.
Das Antriebssystem von Industrierobotern wird je nach Antriebsquelle in drei Kategorien unterteilt: hydraulisch, pneumatisch und elektrisch. Je nach Bedarf können diese drei Antriebssysteme auch kombiniert und kombiniert werden. Alternativ kann der Antrieb indirekt über mechanische Übertragungsmechanismen wie Zahnriemen, Getriebe und Zahnräder erfolgen. Das Antriebssystem besteht aus einem Antriebselement und einem Übertragungsmechanismus, um die entsprechenden Aktionen des Aktuators auszuführen. Diese drei grundlegenden Antriebssysteme haben ihre eigenen Eigenschaften. Der elektrische Antrieb ist gängig.
Aufgrund der weit verbreiteten Verwendung von AC- und DC-Servomotoren mit geringer Trägheit und hohem Drehmoment sowie den dazugehörigen Servotreibern (Wechselrichter, DC-Pulsweitenmodulatoren) benötigt dieses System keine Energieumwandlung, ist benutzerfreundlich und sensibel steuerbar. Die meisten Motoren benötigen einen Präzisionsgetriebemechanismus, ein Reduzierstück. Dessen Zähne nutzen den Drehzahlwandler des Getriebes, um die Anzahl der Rückwärtsumdrehungen des Motors auf die gewünschte Anzahl zu reduzieren und so ein höheres Drehmoment zu erzielen. Dadurch wird die Drehzahl reduziert und das Drehmoment erhöht. Bei hoher Belastung ist es nicht kosteneffizient, die Leistung des Servomotors einfach zu erhöhen. Das Ausgangsdrehmoment kann durch das Reduzierstück im entsprechenden Drehzahlbereich verbessert werden. Servomotoren neigen bei niederfrequentem Betrieb zu Hitze und niederfrequenten Vibrationen. Langfristiger und wiederholter Betrieb beeinträchtigt einen präzisen und zuverlässigen Betrieb. Ein Präzisionsgetriebemotor ermöglicht es dem Servomotor, mit einer angemessenen Drehzahl zu arbeiten, die Steifigkeit des Maschinenkörpers zu erhöhen und ein höheres Drehmoment abzugeben. Es gibt jetzt zwei Mainstream-Reduzierer: Harmonic-Reduzierer und RV-Reduzierer
Das Robotersteuerungssystem ist das Gehirn des Roboters und maßgeblich für dessen Funktion und Leistung verantwortlich. Es sendet gemäß dem Eingabeprogramm Befehlssignale an das Antriebssystem und den Aktuator und steuert diese. Die Hauptaufgabe der Industrieroboter-Steuerungstechnologie besteht darin, den Aktivitätsbereich, die Körperhaltungen, Bewegungsbahnen und die Aktionszeit von Industrierobotern im Arbeitsbereich zu steuern. Es zeichnet sich durch einfache Programmierung, Softwaremenüführung, benutzerfreundliche Mensch-Computer-Interaktion, Online-Bedienungshinweise und komfortable Bedienung aus.
Das Steuerungssystem bildet das Herzstück des Roboters, und ausländische Unternehmen beobachten chinesische Experimente aufmerksam. Mit der Weiterentwicklung der Mikroelektronik hat in den letzten Jahren die Leistung von Mikroprozessoren stetig zugenommen, während gleichzeitig ihre Preise immer weiter gesunken sind. 32-Bit-Mikroprozessoren sind mittlerweile für ein bis zwei US-Dollar erhältlich. Kostengünstige Mikroprozessoren eröffnen neue Entwicklungsmöglichkeiten für Robotersteuerungen und ermöglichen die Entwicklung kostengünstiger und leistungsstarker Robotersteuerungen. Um dem System ausreichend Rechen- und Speicherkapazität zu verleihen, bestehen Robotersteuerungen heute meist aus leistungsstarken Chips der ARM-, DSP-, POWERPC-, Intel- und anderer Bausteine.
Da die Funktionen und Merkmale vorhandener Standardchips die Anforderungen mancher Robotersysteme hinsichtlich Preis, Funktionalität, Integration und Schnittstelle nicht vollständig erfüllen können, benötigen Robotersysteme SoC-Technologie (System on Chip). Die Integration eines spezifischen Prozessors mit der erforderlichen Schnittstelle vereinfacht das Design der Peripherieschaltungen des Systems, reduziert die Systemgröße und senkt die Kosten. Actel integriert beispielsweise den Prozessorkern von NEOS oder ARM7 in seine FPGA-Produkte und bildet so ein komplettes SoC-System. Im Bereich der Robotersteuerung konzentriert sich Actel auf die Forschung in den USA und Japan, und es gibt bereits ausgereifte Produkte, wie beispielsweise DELTATAU in den USA und TOMORI Co., Ltd. in Japan. Deren Motion Controller basieren auf DSP-Technologie und nutzen eine offene PC-basierte Struktur.
4. Endeffektor
Der Endeffektor ist eine Komponente, die mit dem letzten Gelenk des Manipulators verbunden ist. Er dient üblicherweise zum Greifen von Objekten, zur Verbindung mit anderen Mechanismen und zur Ausführung erforderlicher Aufgaben. Roboterhersteller entwickeln und verkaufen in der Regel keine Endeffektoren. Meistens liefern sie nur einen einfachen Greifer. Der Endeffektor wird üblicherweise am Flansch der sechs Achsen des Roboters montiert, um Aufgaben in einer bestimmten Umgebung zu erledigen, wie z. B. Schweißen, Lackieren, Kleben sowie das Be- und Entladen von Teilen – Aufgaben, für die Roboter erforderlich sind.
Veröffentlichungszeit: 18. August 2024
