O braço robótico é o tipo mais comum de robô na robótica industrial moderna. Ele pode imitar certos movimentos e funções das mãos e braços humanos, e pode agarrar, carregar objetos ou operar ferramentas específicas por meio de programas fixos. É o dispositivo de automação mais amplamente utilizado no campo da robótica. Suas formas são diferentes, mas todas têm uma característica comum: podem aceitar instruções e localizar com precisão qualquer ponto no espaço tridimensional (bidimensional) para executar operações. Suas características são a capacidade de concluir várias operações esperadas por meio de programação, e sua estrutura e desempenho combinam as vantagens de máquinas humanas e mecânicas. Pode substituir o trabalho pesado humano para realizar a mecanização e a automação da produção e pode operar em ambientes perigosos para proteger a segurança pessoal. Portanto, é amplamente utilizado na fabricação de máquinas, eletrônica, indústria leve e energia atômica.
1. Os braços robóticos comuns são compostos principalmente por três partes: o corpo principal, o mecanismo de acionamento e o sistema de controle
(I) Estrutura mecânica
1. A fuselagem do braço robótico é a parte básica de suporte de todo o dispositivo, geralmente feita de materiais metálicos resistentes e duráveis. Ela não deve apenas ser capaz de suportar as várias forças e torques gerados pelo braço robótico durante o trabalho, mas também fornecer uma posição de instalação estável para outros componentes. Seu design precisa levar em consideração o equilíbrio, a estabilidade e a adaptabilidade ao ambiente de trabalho. 2. Braço O braço do robô é a parte fundamental para realizar várias ações. Consiste em uma série de bielas e juntas. Por meio da rotação das juntas e do movimento das bielas, o braço pode alcançar movimento com vários graus de liberdade no espaço. As juntas são geralmente acionadas por motores de alta precisão, redutores ou dispositivos de acionamento hidráulico para garantir a precisão e a velocidade do movimento do braço. Ao mesmo tempo, o material do braço precisa ter as características de alta resistência e leveza para atender às necessidades de movimento rápido e transporte de objetos pesados. 3. Efetor final: Esta é a parte do braço do robô que entra em contato direto com o objeto de trabalho e sua função é semelhante à de uma mão humana. Existem muitos tipos de efetores finais, sendo os mais comuns pinças, ventosas, pistolas de pulverização, etc. A pinça pode ser personalizada de acordo com o formato e o tamanho do objeto e é usada para agarrar objetos de diversos formatos; a ventosa utiliza o princípio da pressão negativa para absorver o objeto e é adequada para objetos com superfícies planas; a pistola de pulverização pode ser usada para pulverização, soldagem e outras operações.
(II) Sistema de acionamento
1. Acionamento por motor O motor é um dos métodos de acionamento mais comumente usados no braço do robô. Motores CC, motores CA e motores de passo podem ser usados para acionar o movimento da junta do braço do robô. O acionamento por motor tem as vantagens de alta precisão de controle, velocidade de resposta rápida e ampla faixa de regulação de velocidade. Ao controlar a velocidade e a direção do motor, a trajetória de movimento do braço do robô pode ser controlada com precisão. Ao mesmo tempo, o motor também pode ser usado em conjunto com vários redutores para aumentar o torque de saída para atender às necessidades do braço do robô ao transportar objetos pesados. 2. Acionamento hidráulico O acionamento hidráulico é amplamente utilizado em alguns braços de robôs que exigem grande potência de saída. O sistema hidráulico pressuriza o óleo hidráulico por meio de uma bomba hidráulica para acionar o cilindro hidráulico ou o motor hidráulico para funcionar, realizando assim o movimento do braço do robô. O acionamento hidráulico tem as vantagens de alta potência, velocidade de resposta rápida e alta confiabilidade. É adequado para alguns braços de robôs pesados e ocasiões que exigem ação rápida. No entanto, o sistema hidráulico também tem as desvantagens de vazamento, alto custo de manutenção e altos requisitos para o ambiente de trabalho. 3. Acionamento pneumático: O acionamento pneumático utiliza ar comprimido como fonte de energia para acionar cilindros e outros atuadores. O acionamento pneumático apresenta as vantagens de estrutura simples, baixo custo e alta velocidade. É adequado para algumas situações em que potência e precisão não são necessárias. No entanto, a potência do sistema pneumático é relativamente baixa, a precisão do controle também é baixa e ele precisa ser equipado com uma fonte de ar comprimido e componentes pneumáticos relacionados.
(III) Sistema de controle
1. Controlador O controlador é o cérebro do braço do robô, responsável por receber várias instruções e controlar as ações do sistema de acionamento e da estrutura mecânica de acordo com as instruções. O controlador geralmente usa um microprocessador, um controlador lógico programável (CLP) ou um chip de controle de movimento dedicado. Ele pode obter controle preciso da posição, velocidade, aceleração e outros parâmetros do braço do robô, e também pode processar as informações realimentadas por vários sensores para obter controle de malha fechada. O controlador pode ser programado de várias maneiras, incluindo programação gráfica, programação de texto, etc., para que os usuários possam programar e depurar de acordo com diferentes necessidades. 2. Sensores O sensor é uma parte importante da percepção do braço do robô do ambiente externo e de seu próprio estado. O sensor de posição pode monitorar a posição de cada articulação do braço do robô em tempo real para garantir a precisão do movimento do braço do robô; o sensor de força pode detectar a força do braço do robô ao agarrar o objeto para evitar que o objeto escorregue ou seja danificado; o sensor visual pode reconhecer e localizar o objeto de trabalho e melhorar o nível de inteligência do braço do robô. Além disso, existem sensores de temperatura, sensores de pressão, etc., que são usados para monitorar o status de trabalho e os parâmetros ambientais do braço do robô.
2. A classificação do braço do robô é geralmente classificada de acordo com a forma estrutural, modo de condução e campo de aplicação
(I) Classificação por forma estrutural
1. Braço robótico de coordenadas cartesianas. O braço deste robô se move ao longo dos três eixos de coordenadas do sistema de coordenadas retangulares, ou seja, os eixos X, Y e Z. Possui as vantagens de estrutura simples, controle conveniente, alta precisão de posicionamento, etc., e é adequado para algumas tarefas simples de manuseio, montagem e processamento. No entanto, o espaço de trabalho do braço robótico de coordenadas retangulares é relativamente pequeno e a flexibilidade é limitada.
2. Braço robótico de coordenadas cilíndricas. O braço do braço robótico de coordenadas cilíndricas consiste em uma junta rotativa e duas juntas lineares, e seu espaço de movimento é cilíndrico. Possui as vantagens de estrutura compacta, amplo alcance de trabalho, movimento flexível, etc., e é adequado para algumas tarefas de média complexidade. No entanto, a precisão de posicionamento do braço robótico de coordenadas cilíndricas é relativamente baixa e a dificuldade de controle é relativamente alta.
3. Braço robótico de coordenadas esféricas. O braço do braço robótico de coordenadas esféricas consiste em duas juntas rotativas e uma junta linear, e seu espaço de movimento é esférico. Possui as vantagens de movimento flexível, amplo alcance de trabalho e capacidade de adaptação a ambientes de trabalho complexos. É adequado para algumas tarefas que exigem alta precisão e flexibilidade. No entanto, a estrutura do braço robótico de coordenadas esféricas é complexa, a dificuldade de controle é grande e o custo também é alto.
4. Braço robótico articulado. O braço robótico articulado imita a estrutura do braço humano, consiste em múltiplas articulações rotativas e pode realizar diversos movimentos semelhantes aos do braço humano. Possui as vantagens de movimento flexível, amplo alcance de trabalho e capacidade de se adaptar a ambientes de trabalho complexos. É atualmente o tipo de braço robótico mais utilizado.
Entretanto, o controle de braços robóticos articulados é difícil e requer alta tecnologia de programação e depuração.
(II) Classificação por modo de condução
1. Braços robóticos elétricos Os braços robóticos elétricos usam motores como dispositivos de acionamento, que têm as vantagens de alta precisão de controle, velocidade de resposta rápida e baixo ruído. É adequado para algumas ocasiões com altos requisitos de precisão e velocidade, como fabricação eletrônica, equipamentos médicos e outras indústrias. 2. Braços robóticos hidráulicos Os braços robóticos hidráulicos usam dispositivos de acionamento hidráulico, que têm as vantagens de alta potência, alta confiabilidade e forte adaptabilidade. É adequado para alguns braços robóticos pesados e ocasiões que exigem grande potência de saída, como construção, mineração e outras indústrias. 3. Braços robóticos pneumáticos Os braços robóticos pneumáticos usam dispositivos de acionamento pneumático, que têm as vantagens de estrutura simples, baixo custo e alta velocidade. É adequado para algumas ocasiões que não exigem alta potência e precisão, como embalagens, impressão e outras indústrias.
(III) Classificação por campo de aplicação
1. Braços robóticos industriais Os braços robóticos industriais são utilizados principalmente em áreas de produção industrial, como fabricação de automóveis, fabricação de produtos eletrônicos e processamento mecânico. Eles podem automatizar a produção, melhorar a eficiência da produção e a qualidade do produto. 2. Braço robótico de serviço O braço robótico de serviço é utilizado principalmente em setores de serviços, como médicos, catering, serviços domésticos, etc. Ele pode fornecer diversos serviços, como enfermagem, entrega de refeições, limpeza, etc. 3. Braço robótico especial O braço robótico especial é utilizado principalmente em algumas áreas específicas, como aeroespacial, militar, exploração de águas profundas, etc. Ele precisa ter desempenho e funções especiais para se adaptar a ambientes de trabalho complexos e requisitos de tarefas.
As mudanças que os braços robóticos trazem para a produção industrial não se limitam à automação e à eficiência das operações, mas também ao modelo de gestão moderno que os acompanha, que alterou significativamente os métodos de produção e a competitividade das empresas no mercado. A aplicação de braços robóticos representa uma boa oportunidade para as empresas ajustarem sua estrutura industrial, modernizando-a e transformando-a.
Horário da publicação: 24 de setembro de 2024
