Top 10 công ty chế tạo cánh tay Robot hàng đầu (Phần 1)

Trong công cuộc ứng dụng robot công nghiệp, Arm robot (hay còn gọi là cánh tay robot) có sức ảnh hưởng mạnh mẽ to lớn đối với tính chính xác và tốc độ thao tác làm việc. Bài viết kỳ này, chúng tôi sẽ giải thích sơ lược về công dụng của cánh tay robot cũng như giới thiệu phương pháp, tiêu chí chọn lựa sản phẩm tốt. Ngoài ra, bài viết đề cập đến bảng xếp hạng doanh nghiệp và 10 công ty hàng đầu trong lĩnh vực Arm robot.

1. Arm robot là gì?

Ở robot công nghiệp hiện đại ngày nay, dòng robot nối khớp dọc kiểu cánh tay đang dẫn đầu xu thế. Arm robot là một loại cánh tay cơ học như tay người, được lập chương trình sẵn, thao tác liên tục và được điều khiển bằng chương trình.

Khái niệm robot cánh tay có thể ám chỉ toàn bộ thiết bị máy, hoặc có trường hợp chỉ một phần to lớn, phức tạp của robot. Các bộ phận liên kết được nối với nhau bởi khớp nối, gọi là “trục”, cho phép truyền lực và chuyển động tròn.

Một cánh tay robot phổ biến có thể chuyển động được với 6 trục, tích hợp 2 mắt xích và 3 khớp nối.

2.Nguyên lý hoạt động

1. • Thiết bị truyền động

Thiết bị truyền động là yếu tố quan trọng tạo nên các khớp của robot, giúp cho cánh tay có thể hoạt động lên xuống, xoay tròn.

Ở năng lượng truyền động, điện là dạng phổ biến nhất, bên cạnh đó thủy lực và khí nén cũng thường được sử dụng. Thủy lực dùng trong một số bộ phận có đặc điểm dễ sinh ra lực lớn và chịu tác động mạnh từ bên ngoài.

1. • Động cơ giảm tốc

Động cơ giảm tốc là thiết bị nhằm tăng công suất của motor. Nếu kết hợp các bánh răng có số răng cưa khác nhau rồi làm giảm 1/10 lần vòng xoay thì sẽ tăng công suất của động cơ gấp 10 lần. Thiết bị này giống với đề líp của xe đạp. Ở xe đạp, độ lớn của bánh răng của bánh xe từ trước tới nay có điểm khác biệt. Thông thường, xe đạp sử dụng để thay đổi bánh răng của bánh sau. Nếu ta làm bánh răng này trở thành bánh răng lớn nhất, có số vòng xoay bánh xe nhỏ nhất, thì bàn đạp nhẹ hơn, tốc độ chậm lại, dù có leo dốc thì cũng dễ dàng hơn. Tóm lại, công suất đầu ra có thể được làm tăng lên.

1. • Bộ mã hóa

Bộ mã hóa là thiết bị kiểm xuất vị trí (góc) trục xoay motor. Việc sở hữu bộ mã hóa cho phép nhận biết robot đang ở hướng nào và chuyển động đến đâu. Bộ mã hóa quang học thông thường được trang bị một đĩa quay tại trục xoay motor. Trên đĩa có các khe cho ánh sáng đi qua theo một hệ thống, Điốt phát quang và bộ phận tiếp nhận ánh sáng (Photo Điốt) xác nhận cường độ ánh sáng (độ tương phản) ở hai bên.

Hễ motor xoay, ánh sáng đi qua hoặc là bị chặn lại, vậy nên nhìn vào tín hiệu này, ta có thể biết được góc độ cũng như tốc độ xoay. Bên cạnh đó, động cơ Servo còn tham gia thực hiện điều khiển vị trí và tốc độ xoay một cách chính xác.

1. • Hệ truyền dẫn

Hệ truyền dẫn là một yếu tố quan trọng giúp truyền lực nhận được từ thiết bị truyền động hay động cơ giảm tốc. Nhờ có hệ truyền dẫn, người ta có thể thay đổi hướng và độ lớn của lực. Ta lấy xe đạp làm ví dụ như đã đề cập trước đó, dây xích nối tay quay với bánh sau tương ứng với hệ truyền dẫn. Xe đạp chạy bằng cách sử dụng hệ truyền dẫn, truyền chuyển động xoay từ bàn đạp tới bánh sau.

Từ đó, cơ chế của robot cũng tương tự như vậy. Động cơ của robot đa phần đặt gần các khớp nối, tuy nhiên chúng cũng có thể đặt ở nơi cách xa bằng việc dùng hệ truyền dẫn như dây đai, bánh răng.

3.Tiêu chí lựa chọn cánh tay robot

• • Bậc tự do (phạm vi di chuyển)

Cánh tay robot có số trục tương ứng với khớp người. Số lượng trục càng nhiều, bậc tự do càng cao (phạm vi di chuyển rộng) thì thao tác sẽ phức tạp hơn, ứng với công việc không gian 3D. Vì lí do đó, tại các xưởng sản xuất, robot nối khớp dọc đang trở thành trào lưu chính.

Khi chọn cánh tay robot , robot có bậc tự do thấp và số trục ít sẽ thực hiện quá trình lắp ráp đơn giản, điều quan trọng là cần có một cấu hình hệ thống có thể tận dụng được từng tính năng, chẳng hạn như robot khớp dọc có bậc tự do cao thực hiện công việc ở nơi sâu khó tiếp cận.

• • Khối lượng chuyên chở (tải trọng)

Là trọng lượng tối đa mà Arm robot có thể nâng lên được. Các công ty đều thiết kế tải trọng, vậy nên người mua hàng phải tham khảo và chọn lựa tải trọng của phôi vận chuyển. Khối lượng chuyên chở có mối liên quan mật thiết với phương thức kết nối các trục và mắt xích của cánh tay robot. Lấy ví dụ robot nối khớp dọc và robot song song có cấu trúc động cơ được nối với phần đầu, nên ta cần motor cỡ lớn gần với trục gốc hơn. Vì lí do đó mà khối lượng chuyên chở thường nhỏ hơn so với kích thước, trọng lượng của toàn thân robot.

Điều đáng lưu tâm là phải cân nhắc tải trọng cân bằng của robot, đồng thời chọn cánh tay robot theo vật thể cần di chuyển.

• • Phương thức truyền động

Phương thức truyền động cánh tay robot thường được kể đến như thủy lực, khí lực, điện động, thủ công. Tùy thuộc vào mỗi phương thức truyền động mà mang tính quyết định cho tốc độ, cường độ, tính chính xác của máy thao tác.

Phương thức truyền động phổ biến nhất chính là điện động. Truyền động qua điện động có ưu điểm dễ thao tác, tốc độ cao, gọn nhẹ trong lắp đặt.

Truyền động bằng thủy lực lại dễ xuất ra một lượng lực lớn, chốc được tác động mạnh từ bên ngoài nên thường được dùng làm robot mang vật nặng. Truyền động áp suất khí, nếu so sánh với truyền động bằng điện, về mặt độ chính xác ví như định vị thì kém hơn, thế nhưng chúng lại có khả năng điều khiển được lực một cách linh hoạt thông qua nén khí. Ngoài ra truyền động áp suất khí còn mang lợi thế, là dễ dàng sinh ra lực lớn, tuy không bằng thủy lực.

Tham khảo về tải trọng của vật, tốc độ, tính chính xác của thao tác. Song song đó, độ lớn của thiết bị truyền động cũng là một yếu tố đáng xem xét.

• • Tốc độ

Xét về tốc độ thao tác cánh tay robot, loại nào nhanh thì không làm hao phí thời gian. Điều quan trọng là phải lựa chọn thiết bị phù hơp tốc độ dây chuyền sản xuất. Điều này có nghĩa là nếu tốc độ của robot nhanh hơn mức cần thiết thì thời gian chờ ở quy trình đầu cuối tăng lên, gây phát sinh tồn kho lãng phí, mất thời gian khấu trừ mức tăng khối lượng xử lí.

Ngoài ra, thiết lập đối sách an toàn cho con người với robot cộng tác và robot không có hành lang bảo vệ là một điều thiết yếu.

• • Tính chính xác

Trog sản xuất sử dụng robot công nghiệp, các thao tác giống nhau lặp đi lặp lại nên đòi hỏi phải có tính chính xác.

Bình thường, tính chính xác và số lượng khớp tỷ lệ nghịch với nhau dù số lượng khớp nối nhiều, độ chính xác có thể được nâng cao bằng cách tăng cường chất lượng của motor Servo cũng như độ bền của chất liệu.

Nguồn: Sưu tập