1. Grundprinzipien und Aufbau eines Vier-Achsen-Roboters:
1. Prinzipiell: Ein vierachsiger Roboter besteht aus vier verbundenen Gelenken, von denen jedes eine dreidimensionale Bewegung ausführen kann. Dieses Design verleiht ihm eine hohe Manövrierfähigkeit und Anpassungsfähigkeit, sodass er verschiedene Aufgaben auf engstem Raum flexibel ausführen kann. Der Arbeitsprozess umfasst, dass der Hauptsteuercomputer Arbeitsanweisungen empfängt, die Anweisungen analysiert und interpretiert, um Bewegungsparameter zu bestimmen, kinematische, dynamische und Interpolationsoperationen durchführt und koordinierte Bewegungsparameter für jedes Gelenk erhält. Diese Parameter werden an die Servosteuerungsstufe ausgegeben, die die Gelenke antreibt, um eine koordinierte Bewegung zu erzeugen. Sensoren geben Ausgangssignale für die Gelenkbewegung an die Servosteuerungsstufe zurück, um eine lokale Regelung mit geschlossenem Regelkreis zu bilden und so eine präzise räumliche Bewegung zu erreichen.
2. Vom Aufbau her besteht es in der Regel aus Basis, Armkörper, Unterarm und Greifer. Der Greiferteil kann je nach Bedarf mit unterschiedlichen Werkzeugen ausgestattet werden.
2. Vergleich zwischen Vier-Achsen-Robotern und Sechs-Achsen-Robotern:
1. Freiheitsgrade: Ein Quadcopter hat vier Freiheitsgrade. Die ersten beiden Gelenke können sich in einer horizontalen Ebene frei nach links und rechts drehen, während sich der Metallstab des dritten Gelenks in einer vertikalen Ebene auf und ab bewegen oder um eine vertikale Achse drehen kann, jedoch nicht kippen kann; Ein sechsachsiger Roboter verfügt über sechs Freiheitsgrade, zwei Gelenke mehr als ein vierachsiger Roboter und verfügt über ähnliche Fähigkeiten wie menschliche Arme und Handgelenke. Es kann Bauteile aufnehmen, die auf einer horizontalen Ebene in jede beliebige Richtung zeigen, und sie in speziellen Winkeln in verpackte Produkte einlegen.
2. Anwendungsszenarien: Vierachsroboter eignen sich für Aufgaben wie Handhabung, Schweißen, Dosieren, Be- und Entladen, die eine relativ geringe Flexibilität erfordern, aber bestimmte Anforderungen an Geschwindigkeit und Genauigkeit stellen; Sechsachsroboter sind in der Lage, komplexere und präzisere Vorgänge auszuführen und werden häufig in Szenarien wie komplexer Montage und hochpräziser Bearbeitung eingesetzt.
3. Einsatzgebiete von Quadrocoptern 5:
1. Industrielle Fertigung: Kann manuelle Arbeit ersetzen, um schwere, gefährliche oder hochpräzise Aufgaben wie Handhabung, Kleben und Schweißen in der Automobil- und Motorradteileindustrie zu erledigen; Montage, Prüfung, Löten usw. in der Elektronikproduktindustrie.
2. Medizinischer Bereich: Wird für minimalinvasive Chirurgie verwendet. Seine hohe Genauigkeit und Stabilität machen chirurgische Eingriffe präziser und sicherer und verkürzen die Genesungszeit des Patienten.
3. Logistik und Lagerhaltung: Automatisierter Warentransport von einem Ort zum anderen, wodurch die Effizienz von Lagerhaltung und Logistik verbessert wird.
4. Landwirtschaft: Es kann in Obstgärten und Gewächshäusern eingesetzt werden, um Aufgaben wie Obstpflücken, Beschneiden und Besprühen zu erledigen und so die Effizienz und Qualität der landwirtschaftlichen Produktion zu verbessern.
4. Programmierung und Steuerung von Vier-Achsen-Robotern:
1. Programmierung: Es ist notwendig, die Programmiersprache und Software von Robotern zu beherrschen, Programme entsprechend den spezifischen Aufgabenanforderungen zu schreiben und die Bewegungssteuerung und den Betrieb von Robotern zu erreichen. Mit dieser Software können Roboter online betrieben werden, einschließlich Verbindung mit Steuerungen, Einschalten der Servos, Ursprungsregression, Zollbewegung, Punktverfolgung und Überwachungsfunktionen.
2. Steuerungsmethode: Die Steuerung kann über eine SPS und andere Steuerungen oder manuell über ein Programmierhandgerät erfolgen. Bei der Kommunikation mit der SPS ist es notwendig, die relevanten Kommunikationsprotokolle und Konfigurationsmethoden zu beherrschen, um eine normale Kommunikation zwischen Roboter und SPS sicherzustellen.
5. Hand-Auge-Kalibrierung des Quadcopters:
1. Zweck: In praktischen Roboteranwendungen ist es nach der Ausstattung von Robotern mit visuellen Sensoren erforderlich, die Koordinaten im visuellen Koordinatensystem in das Roboterkoordinatensystem umzuwandeln. Bei der Hand-Auge-Kalibrierung wird die Transformationsmatrix vom visuellen Koordinatensystem zum Roboterkoordinatensystem ermittelt.
2. Methode: Da bei einem planaren Roboter mit vier Achsen die von der Kamera erfassten und vom Roboterarm bedienten Bereiche beide Ebenen sind, kann die Aufgabe der Hand-Auge-Kalibrierung in die Berechnung der affinen Transformation zwischen den beiden Ebenen umgewandelt werden. Normalerweise wird die „9-Punkte-Methode“ verwendet, bei der Daten aus mehr als 3 Sätzen (normalerweise 9 Sätzen) entsprechender Punkte gesammelt und die Methode der kleinsten Quadrate verwendet wird, um die Transformationsmatrix zu lösen.
6. Wartung und Instandhaltung von Quadrocoptern:
1. Tägliche Wartung: einschließlich regelmäßiger Inspektionen des Aussehens des Roboters, der Verbindung jedes Gelenks, des Arbeitsstatus der Sensoren usw., um den normalen Betrieb des Roboters sicherzustellen. Gleichzeitig ist es notwendig, die Arbeitsumgebung des Roboters sauber und trocken zu halten und den Einfluss von Staub, Ölflecken usw. auf den Roboter zu vermeiden.
2. Regelmäßige Wartung: Warten Sie den Roboter entsprechend der Nutzung des Roboters und den Empfehlungen des Herstellers regelmäßig, z. B. durch Austauschen von Schmieröl, Reinigen von Filtern, Überprüfen elektrischer Systeme usw. Wartungsarbeiten können die Lebensdauer von Robotern verlängern und ihre Arbeit verbessern Effizienz und Stabilität.
Gibt es einen signifikanten Kostenunterschied zwischen einem Vier-Achsen-Roboter und einem Sechs-Achsen-Roboter?
1. Kosten der Kernkomponente 4:
1. Reduzierer: Der Reduzierer ist ein wichtiger Bestandteil der Roboterkosten. Aufgrund der großen Anzahl an Gelenken benötigen sechsachsige Roboter mehr Untersetzungsgetriebe und stellen oft höhere Anforderungen an Präzision und Tragfähigkeit, was möglicherweise qualitativ hochwertigere Untersetzungsgetriebe erfordert. RV-Untersetzungsgetriebe können beispielsweise in einigen Schlüsselbereichen eingesetzt werden, während bei vierachsigen Robotern relativ geringere Anforderungen an Untersetzungsgetriebe gestellt werden. In einigen Anwendungsszenarien können die Spezifikationen und die Qualität der verwendeten Untersetzungsgetriebe niedriger sein als die von Sechs-Achsen-Robotern, sodass die Kosten für Untersetzungsgetriebe für Sechs-Achsen-Roboter höher sind.
2. Servomotoren: Die Bewegungssteuerung von sechsachsigen Robotern ist komplexer und erfordert mehr Servomotoren, um die Bewegung jedes Gelenks genau zu steuern, und höhere Leistungsanforderungen an Servomotoren, um eine schnelle und genaue Aktionsreaktion zu erreichen, was die Servokosten erhöht Motoren für sechsachsige Roboter. Vierachsroboter haben weniger Gelenke, erfordern relativ weniger Servomotoren und geringere Leistungsanforderungen, was zu geringeren Kosten führt.
2. Kosten des Steuerungssystems: Das Steuerungssystem eines sechsachsigen Roboters muss mehr Gelenkbewegungsinformationen und eine komplexe Bewegungsbahnplanung verarbeiten, was zu einer höheren Komplexität von Steuerungsalgorithmen und Software sowie höheren Entwicklungs- und Debugging-Kosten führt. Im Gegensatz dazu ist die Bewegungssteuerung eines vierachsigen Roboters relativ einfach und die Kosten des Steuerungssystems relativ gering.
3. F&E- und Designkosten: Der Designschwierigkeit von sechsachsigen Robotern ist größer und erfordert mehr technische Technologie und F&E-Investitionen, um ihre Leistung und Zuverlässigkeit sicherzustellen. Beispielsweise erfordern das Design der Gelenkstruktur, die Kinematik und die Dynamikanalyse von Sechs-Achsen-Robotern eine eingehendere Forschung und Optimierung, während die Struktur von Vier-Achsen-Robotern relativ einfach ist und die Forschungs- und Entwicklungskosten für das Design relativ niedrig sind.
4. Herstellungs- und Montagekosten: Sechsachsroboter haben eine größere Anzahl an Komponenten und die Herstellungs- und Montageprozesse sind komplexer und erfordern höhere Präzisions- und Prozessanforderungen, was zu einem Anstieg ihrer Herstellungs- und Montagekosten führt. Der Aufbau eines vierachsigen Roboters ist relativ einfach, der Herstellungs- und Montageprozess ist relativ einfach und auch die Kosten sind relativ niedrig.
Die spezifischen Kostenunterschiede werden jedoch auch von Faktoren wie Marke, Leistungsparametern und Funktionskonfigurationen beeinflusst. In einigen Low-End-Anwendungsszenarien kann der Kostenunterschied zwischen Vier-Achsen-Robotern und Sechs-Achsen-Robotern relativ gering sein; Im High-End-Anwendungsbereich können die Kosten eines sechsachsigen Roboters viel höher sein als die eines vierachsigen Roboters.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 08.11.2024
