1. Cấu trúc cơ học
Cấu trúc cơ bản của một robot công nghiệp bao gồm cơ thể, cánh tay, cổ tay và ngón tay. Cùng nhau, các thành phần này tạo thành hệ thống chuyển động của robot, cho phép nó được định vị chính xác và di chuyển trong không gian ba chiều.
- Cơ thể: Cơ thể là phần chính của robot, thường được làm bằng thép cường độ cao, được sử dụng để hỗ trợ các thành phần khác và cung cấp không gian bên trong để chứa các cảm biến, bộ điều khiển và thiết bị khác khác nhau.
-ARM: Cánh tay là phần chính của robot thực hiện các nhiệm vụ, thường được điều khiển bởi các khớp để đạt được chuyển động đa cấp độ tự do. Tùy thuộc vào kịch bản ứng dụng, cánh tay có thể được thiết kế với trục cố định hoặc trục có thể thu vào.
- Cổ tay: Cổ tay là một phần của bộ tác động cuối của robot tiếp xúc với phôi, thường bao gồm một loạt các khớp và liên kết, để đạt được các chức năng nắm bắt, vị trí và thao tác linh hoạt.
- Ngón tay: Các ngón tay là một phần của bộ tạo hiệu ứng cuối của robot, thường bao gồm các công cụ và đồ đạc khác nhau để hoàn thành các tác vụ thao tác cụ thể.
2. Hệ thống điều khiển
Hệ thống điều khiển của một robot công nghiệp là phần cốt lõi của nó, chịu trách nhiệm nhận thông tin từ các cảm biến, xử lý thông tin này và gửi các hướng dẫn điều khiển để điều khiển chuyển động của robot. Hệ thống điều khiển thường bao gồm các thành phần sau:
- Bộ điều khiển: Bộ điều khiển là bộ não của robot công nghiệp, chịu trách nhiệm xử lý các tín hiệu của các cảm biến khác nhau và tạo các hướng dẫn điều khiển tương ứng. Các loại bộ điều khiển phổ biến bao gồm PLC (bộ điều khiển logic có thể lập trình), DCS (hệ thống điều khiển phân phối) và IPC (hệ thống điều khiển thông minh).
- Trình điều khiển: Trình điều khiển là giao diện giữa bộ điều khiển và động cơ, chịu trách nhiệm chuyển đổi các hướng dẫn điều khiển do bộ điều khiển phát hành thành chuyển động thực tế của động cơ. Tùy thuộc vào các yêu cầu của ứng dụng, người lái có thể được chia thành trình điều khiển động cơ Stepper, trình điều khiển động cơ servo và trình điều khiển động cơ tuyến tính, v.v.
- Giao diện lập trình: Giao diện lập trình là một công cụ để người dùng tương tác với hệ thống robot, thường bao gồm phần mềm máy tính, màn hình cảm ứng hoặc bảng điều khiển chuyên dụng. Thông qua giao diện lập trình, người dùng có thể đặt các tham số chuyển động của robot, theo dõi trạng thái hoạt động của nó và chẩn đoán và xử lý các lỗi.
3. Cảm biến
Robot công nghiệp cần phải dựa vào các cảm biến khác nhau để có được thông tin về môi trường xung quanh để thực hiện các nhiệm vụ như định vị chính xác, điều hướng và tránh chướng ngại vật. Các loại cảm biến phổ biến bao gồm:
- Cảm biến thị giác: Cảm biến trực quan được sử dụng để chụp ảnh hoặc dữ liệu video của các đối tượng đích, chẳng hạn như máy ảnh, LIDAR, v.v. Bằng cách phân tích dữ liệu này, robot có thể nhận ra các chức năng như nhận dạng đối tượng, định vị và theo dõi.
- Cảm biến lực\/mô -men xoắn: Cảm biến lực\/mô -men xoắn được sử dụng để đo lực bên ngoài và mô -men xoắn của robot, chẳng hạn như cảm biến áp suất, cảm biến mô -men xoắn, v.v ... Những dữ liệu này rất quan trọng đối với điều khiển chuyển động và giám sát tải của robot.
- Cảm biến gần\/khoảng cách: Cảm biến gần\/khoảng cách được sử dụng để đo khoảng cách giữa robot và các vật thể xung quanh để đảm bảo phạm vi chuyển động an toàn. Các cảm biến gần\/khoảng cách phổ biến bao gồm cảm biến siêu âm, cảm biến hồng ngoại, v.v.
- Bộ mã hóa: Bộ mã hóa là một cảm biến được sử dụng để đo góc quay và thông tin vị trí, chẳng hạn như bộ mã hóa quang điện, bộ mã hóa từ tính, v.v. Bằng cách xử lý các dữ liệu này, robot có thể đạt được điều khiển vị trí chính xác và lập kế hoạch quỹ đạo.
4. Giao diện giao tiếp
Để đạt được công việc hợp tác và chia sẻ thông tin với các thiết bị khác, robot công nghiệp thường cần phải có khả năng giao tiếp nhất định. Giao diện giao tiếp có thể kết nối robot với các thiết bị khác (như các robot khác trên dây chuyền sản xuất, thiết bị xử lý vật liệu, v.v.) và các hệ thống quản lý cấp trên (như ERP, MES, v.v.) để đạt được các chức năng như trao đổi dữ liệu và điều khiển từ xa. Các loại giao diện giao tiếp phổ biến bao gồm:
- Giao diện Ethernet: Giao diện Ethernet là giao diện mạng toàn cầu dựa trên giao thức IP, được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp. Thông qua giao diện Ethernet, robot có thể đạt được truyền dữ liệu tốc độ cao và giám sát thời gian thực với các thiết bị khác.
- Giao diện Profibus: Profibus là một giao thức Fieldbus tiêu chuẩn quốc tế được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp. Giao diện Profibus có thể nhận ra trao đổi dữ liệu nhanh và đáng tin cậy và kiểm soát hợp tác giữa các thiết bị khác nhau.
- Giao diện USB: Giao diện USB là giao diện giao tiếp nối tiếp phổ quát có thể được sử dụng để kết nối các thiết bị đầu vào như bàn phím và chuột, cũng như các thiết bị đầu ra như máy in và thiết bị lưu trữ. Thông qua giao diện USB, robot có thể nhận ra các hoạt động tương tác và truyền thông tin với người dùng.
Tóm lại, một robot công nghiệp hoàn chỉnh bao gồm nhiều phần như cấu trúc cơ học, hệ thống điều khiển, cảm biến và giao diện giao tiếp. Những bộ phận này hợp tác với nhau để cho phép robot hoàn thành các nhiệm vụ cao cấp và tốc độ cao khác nhau trong môi trường sản xuất công nghiệp phức tạp. Với sự phát triển liên tục của công nghệ và mở rộng liên tục các nhu cầu ứng dụng, robot công nghiệp sẽ tiếp tục đóng một vai trò quan trọng trong sản xuất hiện đại.