หุ่นยนต์หกแกนคืออะไร?
สำหรับกระบวนการผลิตหลายๆ อย่าง หุ่นยนต์คาร์ทีเซียนทำงานได้ดี อย่างไรก็ตาม มีบางครั้งที่หุ่นยนต์ที่มีความสามารถในการเคลื่อนไหวมากขึ้นทำงานได้ดีขึ้น เรียนรู้เกี่ยวกับหุ่นยนต์หกแกน การเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ และการใช้งานยอดนิยม
หุ่นยนต์คาร์ทีเซียนเคลื่อนที่บนแกน x, y และ z มีอิสระในการเคลื่อนไหวสามองศา ข้อเสียของคาร์ทีเซียนหรือหุ่นยนต์เชิงเส้นตรงคือไม่สามารถเอียงหรือหมุนได้ แต่สามารถเคลื่อนที่ไปตามแกนเชิงเส้นสามแกนเท่านั้น เมื่อมีระดับความเป็นอิสระมากขึ้น (หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าแกนของการเคลื่อนไหว) หุ่นยนต์ก็สามารถเคลื่อนไหวได้หลากหลายและแม่นยำยิ่งขึ้น หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์อย่าง Honda ASIMO มีอิสระ/แกนมากกว่า 30 องศา
การมีแกนจำนวนมากไม่จำเป็นสำหรับการดำเนินงานทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ ส่วนใหญ่สามารถทำได้ด้วยหุ่นยนต์คาร์ทีเซียนเพียงสามแกน SCARA มีฟังก์ชันการหมุนเพิ่มเติมจากหุ่นยนต์คาร์ทีเซียนแบบสามแกน เพื่อความเป็นอิสระทั้งหมดสี่องศา หุ่นยนต์หกแกนมีอิสระหกองศา
แขนหุ่นยนต์หกแกน
อิสระทั้งหกนี้อำนวยความสะดวกโดยเซอร์โวมอเตอร์ที่มีอยู่ในแต่ละส่วน การควบคุมการเคลื่อนไหวได้รับความช่วยเหลือจาก PLC หรือ IC ของหุ่นยนต์ร่วมกับซอฟต์แวร์ที่เข้ากันได้ หุ่นยนต์หกแกนต่างจากหุ่นยนต์คาร์ทีเซียนที่ทำงานตามการเคลื่อนที่เชิงเส้นเท่านั้น หุ่นยนต์หกแกนต้องได้รับการออกแบบด้วยการเคลื่อนที่แบบหมุนประเภทต่างๆ ในพื้นที่สามมิติ ทำให้การเขียนโปรแกรมการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์เหล่านี้ซับซ้อน
แต่ละแกนทำอะไร?
ในการออกแบบและจัดการหุ่นยนต์หกแกน สิ่งสำคัญคือต้องทราบบทบาทของแต่ละแกน (เช่นเดียวกับตัวเลือกที่เจ็ด) แต่ละแกนมีชื่อเรียกต่างกันโดยผู้ผลิตหลายราย แม้ว่าแกนจะถูกอ้างถึงต่างกัน แต่การเคลื่อนไหวที่ทำนั้นมีความสอดคล้องกัน มาดูทีละอย่างกันเลยดีกว่า
แกนที่ 1: แกนนี้เป็นฐานของหุ่นยนต์ที่สามารถหมุนได้ ซึ่งช่วยให้แขนหุ่นยนต์เคลื่อนที่จากซ้ายไปขวาหรือขวาไปซ้ายได้เต็มที่ 180 องศาจากตำแหน่งศูนย์กลาง แกนนี้เรียกว่า J1 สำหรับ FANUC R-2000iB
แกนที่ 2: แกนนี้ช่วยให้หมุนแขนหุ่นยนต์ส่วนล่างเพื่อขยายส่วนที่เหลือของแขนด้านบนไปข้างหน้าหรือข้างหลัง แกนนี้เรียกว่า J2 สำหรับ FANUC R-2000iB
แกนที่ 3: แกนที่ 3 ควบคุมระยะเอื้อมของหุ่นยนต์หกแกนในแนวตั้ง ต้นแขนถูกยกขึ้นหรือลงโดยให้เซอร์โวมอเตอร์อยู่ที่แกนนี้ แขนท่อนบนสามารถเคลื่อนที่ได้เฉพาะบริเวณด้านหน้าหรือเอื้อมไปจนสุดด้านหลังตัวหุ่นยนต์ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับรุ่น แกนนี้เรียกว่า J3 สำหรับ FANUC R-2000iB
แกนที่ 4: แกนนี้ทำงานประสานกับแกนที่ห้าเพื่อควบคุมตำแหน่งของเอฟเฟกต์ปลาย แกนนี้กระตุ้นการเคลื่อนไหวเป็นวงกลมของต้นแขน และการเคลื่อนไหวนี้โดยทั่วไปเรียกว่าการม้วนข้อมือ แกนนี้เรียกว่า J4 สำหรับ FANUC R-2000iB
แกนที่ 5: แกนที่ 5 ทำหน้าที่เอียงสำหรับหุ่นยนต์ การเคลื่อนที่แบบ Pitch และ Yaw ทำได้โดยเซอร์โวมอเตอร์ที่เชื่อมต่อกับแกนนี้ ระยะพิทช์ขยับขึ้นและลงโดยจับที่บานพับ เช่น การเปิดและปิดฝาแล็ปท็อป การหันเหจะเคลื่อนที่ไปทางซ้ายและขวาโดยยึดกับบานพับ เช่น การเปิดและปิดประตู การเคลื่อนที่แบบ Pitch และ Yaw เป็นสะพานเชื่อมระหว่างการเคลื่อนไหวในแนวตั้งและแนวนอน แกนนี้เรียกว่า J5 สำหรับ FANUC R-2000iB
แกนที่ 6: การเคลื่อนไหวแบบบิดเกลียวทำได้โดยการกระทำนี้ แกนนี้อยู่ใกล้ที่สุดกับเอฟเฟกต์สุดท้ายและมีหน้าที่ควบคุมโดยตรง สามารถหมุนได้มากกว่า 360 องศาทั้งในทิศทางตามเข็มนาฬิกาและทวนเข็มนาฬิกา แกนนี้เรียกว่า J5 สำหรับ FANUC R-2000iB
แกนที่ 7 ทางเลือก: แกนนี้จะเคลื่อนหุ่นยนต์หกแกนเป็นเส้นตรงในตำแหน่งที่ติดตั้ง เป็นแกนเสริมที่ให้ฟังก์ชันการทำงานที่มากกว่าสำหรับหุ่นยนต์เอนกประสงค์อยู่แล้ว
ใช้จี้สอน
ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ มันค่อนข้างยากที่จะฮาร์ดโค้ดการเคลื่อนไหวที่จะดำเนินการ ทางออกที่หรูหราสำหรับสิ่งนี้คือการใช้จี้สอนเพื่อ "ฝึก" หุ่นยนต์
จี้สอนเป็นรีโมทที่สามารถควบคุมแกนต่างๆ ของหุ่นยนต์หกแกนได้ ผู้ปฏิบัติงานที่เป็นมนุษย์สามารถใช้จี้สอนเพื่อเคลื่อนย้ายและจัดการส่วนปลายของเครื่องมือแขน (EOAT) สำหรับการทำงานที่ต้องการ หุ่นยนต์สามารถจำลองการดำเนินการที่ผู้ปฏิบัติงานทำได้ด้วยจี้การสอน หากจำเป็นต้องเปลี่ยนวัตถุประสงค์ของหุ่นยนต์ การดำเนินการก่อนหน้านี้สามารถลบออกได้และสามารถสอนการทำงานใหม่ได้
ลักษณะและการใช้งาน
ด้วยระดับอิสระในการเคลื่อนที่หกระดับที่หุ่นยนต์หกแกนมี พวกเขาสามารถบรรลุการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนได้หลากหลาย ซึ่งหุ่นยนต์คาร์ทีเซียนไม่สามารถทำได้ด้วยการเคลื่อนไหวเชิงเส้นเพียงอย่างเดียว หุ่นยนต์หกแกนสามารถจำลองการเคลื่อนไหวและการทำงานของแขนมนุษย์ได้อย่างใกล้ชิด ทำให้ใช้งานได้หลากหลายมาก ด้วยความสามารถนี้ มันสามารถเข้าถึงใต้และเหนือวัตถุ และทำงานบนพื้นผิวที่หุ่นยนต์เชิงเส้นไม่สามารถทำได้
ข้อบกพร่องที่สำคัญของหุ่นยนต์หกแกนเกี่ยวกับหุ่นยนต์แนวตรง/โครงสำหรับตั้งสิ่งของคือความเที่ยงตรง ระยะ และความสามารถในการบรรทุก ในขณะที่หุ่นยนต์เชิงเส้นตรงสามารถมีความคลาดเคลื่อนในช่วงไมโครมิเตอร์ (μm) หุ่นยนต์หกแกนสามารถมีความคลาดเคลื่อนได้ในช่วงมิลลิเมตร (มม.) เท่านั้น
ช่วงของหุ่นยนต์ขาสูงสามารถขยายได้ด้วยโครงนั่งร้านเพิ่มเติม แต่ช่วงนั้นไม่สามารถขยายได้อย่างง่ายดายสำหรับหุ่นยนต์หกแกน สามารถทำได้ในช่วงสั้น ๆ ด้วยการเพิ่มแกนการเคลื่อนที่พิเศษสำหรับหุ่นยนต์ นี่เป็นการปรับเปลี่ยนหุ่นยนต์ที่มีราคาสูงกว่าหุ่นยนต์เชิงเส้นตรงส่วนใหญ่แล้ว หุ่นยนต์หกแกนโดยทั่วไปมีความสามารถในการบรรทุกน้ำหนักได้ 50 กก. หุ่นยนต์โครงสำหรับตั้งสิ่งของสามารถมีความจุขนาดใหญ่กว่ามากที่มากกว่า 100 กก.
ความเก่งกาจและช่วงของการดำเนินการที่ซับซ้อนที่หุ่นยนต์หกแกนสามารถทำได้ช่วยให้มีจุดยืนในสายการประกอบที่ทันสมัยจำนวนมาก แอปพลิเคชั่นบางตัวคือ:
การเลือกชิ้นส่วนและการจัดการชิ้นส่วนอัตโนมัติ
แทรกการโหลดอัตโนมัติ
การซ้อนและการจัดเรียงอัตโนมัติ
การบรรจุและจัดเรียงพาเลทอัตโนมัติ
การประกอบเซลล์อัตโนมัติ
การทำงานอัตโนมัติเสริม
การตกแต่งในแม่พิมพ์ (IMD) / การติดฉลากบนแม่พิมพ์ (IML) อัตโนมัติ
Overmolding (กดเพื่อกดโอน) อัตโนมัติ