Dengan pesatnya perkembangan industri robotika, robot industri telah banyak digunakan di berbagai industri, mulai dari penanganan material hingga perawatan mesin, dari pengelasan hingga pemotongan, dari perakitan hingga penyemprotan. Kami telah menemukan bahwa robot industri ini memiliki bentuk dan kinerja fungsional yang berbeda. Jadi apa yang menentukan fleksibilitas dan jangkauan aktivitas robot industri? Masalah ini cukup kompleks, Namun ada faktor kunci yang sangat menentukan fleksibilitas dan jangkauan gerak robot, yaitu derajat kebebasan robot industri yang biasa dikenal dengan jumlah sumbu.
Berapa derajat kebebasan robot industri?
Biasanya digunakan sebagai indikator teknis untuk robot, ini mencerminkan fleksibilitas aksi robot dan dapat diwakili oleh jumlah gerakan linier, ayunan, atau rotasi sumbu. Jumlah sambungan yang dapat digerakkan oleh mekanisme robot secara mandiri disebut derajat kebebasan mekanisme robot, disingkat Degree of Freedom, yang disingkat DOF. Metode kontrol saat ini yang digunakan oleh robot industri adalah memperlakukan setiap sambungan pada lengan robot sebagai mekanisme servo terpisah, yaitu setiap sumbu sesuai dengan server, dan setiap server dikendalikan melalui bus, yang dikendalikan dan dikoordinasikan oleh pengontrol. .
IS08373 menjelaskan robot industri sebagai berikut: "Robot memiliki kontrol otomatis, kemampuan memprogram ulang, dan fungsi multiguna. Operator robot memiliki tiga atau lebih sumbu yang dapat diprogram. Dalam aplikasi otomasi industri, basis robot dapat diperbaiki atau dipindahkan. Dapat dilihat bahwa jumlah sumbu robot industri merupakan indikator teknis yang penting.
Penerapan Robot dengan Derajat Kebebasan Berbeda di Industri
Jumlah sumbu robot menentukan derajat kebebasannya. Apakah lebih baik memiliki lebih banyak derajat kebebasan? Semakin banyak derajat kebebasan, semakin dekat dengan fungsi tindakan tangan manusia, dan semakin baik keserbagunaannya; Namun, semakin banyak derajat kebebasan, semakin kompleks strukturnya, dan semakin tinggi persyaratan keseluruhan untuk robot, yang merupakan kontradiksi dalam desain robot. Dengan bertambahnya jumlah sumbu, fleksibilitas robot juga meningkat. Namun, dalam aplikasi industri saat ini, yang paling umum digunakan adalah robot industri tiga sumbu, empat sumbu, lengan ganda lima sumbu, dan enam sumbu, dan pemilihan jumlah sumbu biasanya tergantung pada aplikasi spesifik. Ini karena dalam beberapa aplikasi, fleksibilitas tinggi tidak diperlukan, sedangkan robot tiga sumbu dan empat sumbu memiliki efektivitas biaya yang lebih tinggi, dan robot tiga sumbu dan empat sumbu juga memiliki keunggulan kecepatan yang signifikan. Jika hanya untuk beberapa aplikasi sederhana, seperti mengambil dan menempatkan bagian di antara sabuk konveyor, maka robot empat sumbu sudah cukup. Jika robot perlu bekerja di ruang sempit dan lengan robot perlu berputar dan mundur, robot enam sumbu atau tujuh sumbu adalah pilihan terbaik.
Saat ini, robot enam sumbu paling banyak digunakan di bidang industri. Robot industri dengan enam sendi sangat mirip dengan lengan manusia, dengan bagian yang setara dengan bahu, siku, dan pergelangan tangan. "Bahunya" biasanya dipasang pada struktur dasar tetap. Fungsi lengan manusia adalah menggerakkan tangan ke berbagai posisi, sedangkan fungsi robot enam sumbu adalah menggerakkan end effector dan memasang berbagai aktuator yang sesuai untuk skenario aplikasi tertentu di ujung lengan robot, seperti gripper, lampu semprot, mata bor, dan penyemprot, untuk menyelesaikan tugas pekerjaan yang berbeda.
Baru-baru ini, berbagai produsen robot telah merilis robot kolaboratif manusia-mesin terbaru, yang hampir semuanya menggunakan robot industri tujuh sumbu redundant degree of freedom. Produsen robot yang terkenal secara internasional telah berupaya meluncurkan produk baru untuk robot tujuh sumbu untuk merebut pasar baru kelas atas. Namun, dibandingkan dengan robot industri empat sumbu dan enam sumbu tradisional, kesenjangan jenis produk dan proporsi penjualan saat ini sangat signifikan.
Tren Pengembangan Robot Kebebasan Tingkat Berlebihan
Enam derajat kebebasan adalah jumlah minimum derajat kebebasan yang memiliki kemampuan untuk menyelesaikan pemosisian spasial. Robot dengan lebih dari enam sumbu secara kolektif disebut sebagai robot derajat kebebasan berlebihan. Penelitian kinematika robot bertujuan untuk memecahkan pergerakan atau rotasi setiap sendi ketika efektor ujung robot manipulator mencapai posisi tertentu di ruang angkasa, yang merupakan landasan dan kunci dari seluruh robotika. Dengan pesatnya perkembangan peradaban manusia, robot dituntut untuk menyelesaikan tugas di banyak industri, dataran tinggi, laut dalam, limbah nuklir, dan lingkungan kerja yang berbahaya. Ini menempatkan tuntutan yang lebih tinggi pada keandalan, pengoperasian, dan kecerdasan kontrol gerak robot. Di masa depan, dengan akurasi yang terus meningkat, robot redundant degree of freedom akan memiliki lebih banyak keunggulan dalam menghindari rintangan, mengatasi titik singular, fleksibilitas, dan toleransi kesalahan. Dalam menghadapi lingkungan kerja yang kompleks dan tuntutan pekerjaan yang selalu berubah, tingkat kebebasan robot industri yang berlebihan akan memiliki lebih banyak tempat untuk digunakan. Saya yakin dalam waktu dekat, ini akan menggantikan tenaga kerja manual untuk pengoperasian yang lebih akurat.