Если вы уже выбрали робота, вы, вероятно, уже столкнулись с количеством осей, которыми он оснащен. Возможно, если вы новичок в мире робототехники, вы задаетесь вопросом: что все это значит? И почему важно, сколько осей у моего робота? Роботы обычно имеют от 3 до 7 осей, так что… Что вам на самом деле нужно? Вот краткий обзор того, сколько осей должен иметь ваш робот и почему.

Что такое ось робота?

В робототехнике ось можно интерпретировать как степень свободы (DOF). Так, если у робота 3 степени свободы, он может без проблем перемещаться по осям XYZ. Однако он не может наклоняться или поворачиваться. Увеличение количества осей (DOF) у робота означает, что он сможет работать в большем пространстве, чем робот с меньшим количеством осей. Следует отметить, что робот обычно приобретается с определенным количеством осей, и добавить дополнительные оси после покупки практически невозможно.

Один из способов определить количество степеней свободы робота — просто посчитать количество двигателей на нём. Однако это может немного сбивать с толку, поскольку двигатели роботов в наши дни чаще всего встраиваются в корпус робота. В любом случае, важно знать, что чем больше осей у робота, тем больше у него возможностей. Поэтому, если вам нужно, чтобы робот выполнял сложную операцию, вам, вероятно, понадобится робот с большей гибкостью. Вот описание различных типов роботов, классифицированных по количеству степеней свободы.

Обратите внимание, что между типами роботов существует множество различий. У конкретного типа робота может быть больше или меньше осей в зависимости от производителя. Поэтому эта информация приведена лишь в обобщенном виде.

【3-осевой декартов робот】

Трехосевые роботы также известны как декартовы роботы или роботы-скара. Их можно сравнить с трехосевым декартовым роботом, трехосевым станком с ЧПУ или 3D-принтером. По сути, это роботы, которые позволяют инструментам перемещаться вдоль трех осей с помощью трех разных двигателей. Такие роботы могут использоваться для простых операций захвата и перемещения, когда детали размещаются в точно таком же положении и опускаются в точно таком же месте.

Например, если вы захватите деталь в определенном положении, вам придется переместить ее в том же положении, поскольку инструмент не может вращаться.

Если вам все еще сложно понять эту концепцию, представьте себе кран… это, по сути, трехкоординатные роботы.

【4-осевой робот Scara】

Если у вас 4-осевой робот, вы можете поворачивать деталь вокруг четвертой оси, продолжая при этом перемещаться вдоль осей XYZ. Роботы Scara, Delta и некоторые традиционные роботы считаются 4-осевыми.

Четырехосевой робот будет иметь четыре разных двигателя, таким образом, количество двигателей соответствует количеству осей. Как правило, единственное отличие от декартова робота заключается в том, что четвертая ось используется для вращения инструмента. Например, на конвейере подается ряд деталей, которые робот должен захватить. Вам нужно будет определить положение детали (оси XY), опуститься до высоты оси Z и, наконец, наклонить инструмент, чтобы он соответствовал ориентации детали.

【5-осевой промышленный робот】

Здесь в нашем обсуждении начинают появляться традиционные роботы. На самом деле, многие промышленные роботы имеют 5 осей. Эти роботы могут перемещаться по 3 пространственным осям (XYZ), а инструмент может поворачиваться еще по 2 осям. Другими словами, инструмент может поворачиваться вокруг оси Z и вокруг оси Y, но не вокруг оси X. Это означает, что у него нет полной свободы движения, и некоторые положения все еще будут недоступны для этого робота.

Можно также представить себе 5-осевого робота, похожего на 5-осевой станок с ЧПУ, где инструмент может перемещаться по осям XYZ, стол может вращаться вокруг оси Z (фактически образуя 4 оси), и, наконец, стол может наклоняться вокруг другой оси (5 осей).

【6-осевой универсальный робот】

Как минимум, 6-осевой робот — это полностью свободный робот. Фактически, он может перемещаться по осям XYZ и вращаться вокруг каждой из них. Таким образом, разница между 5-осевым роботом, показанным на рисунке выше, заключается в том, что оси 4 и 5 могут вращаться вокруг другой оси. Хорошим примером 6-осевого робота могут служить роботы Universal Robots. На самом деле, вы легко можете сосчитать 6 синих колпачков (под которыми находятся двигатели) и легко определить, какой из них за что отвечает.

【7-осевой робот-мотоциклист】

Теперь, когда 6-осевые роботы могут достигать любой точки в пространстве, зачем нужен 7-осевой робот? Наличие дополнительной оси позволяет достигать положения конечного эффектора с несколькими конфигурациями шарниров. Это используется для предотвращения сингулярностей и для возможности обходить определенные объекты, располагая манипулятор в положениях, отличных от тех, которые доступны 6-осевому роботу. Отличным примером 7-осевого робота является серия Motoman SDA. 7-осевые роботы также называются избыточными роботами, потому что у них есть одна «дополнительная» ось.

А что насчет 12- и 13-осевых роботов?

На данном этапе это просто означает, что два 6-осевых робота соединены вместе, образуя двурукого робота. Возможно, основание этого робота сможет вращаться вокруг своей оси, что добавит еще одну ось (в итоге получится 13 осей). Но с точки зрения пространства эти роботы с 12 осями не достигают больших высот… поскольку в нашем восприятии всего 3 измерения… ну, я знаю, некоторые из вас подумают… но, возможно, измерений больше… но это уже другая тема.

В любом случае, надеюсь, это помогло вам понять, что такое ось робота и для чего она предназначена. Если вас интересует, сколько осей необходимо для вашего приложения, вы всегда можете обратиться на наш официальный сайт. У нас большой опыт работы с различными осями.