Der kraftunterstützte Roboterarm ist ein automatisches mechanisches Gerät, das in der Robotik weit verbreitet ist. Man findet ihn in der industriellen Fertigung, der Medizin, der Unterhaltungsbranche, beim Militär, in der Halbleiterfertigung und in der Weltraumforschung. Obwohl sie unterschiedliche Formen aufweisen, haben sie alle eine Gemeinsamkeit: Sie können Befehle entgegennehmen und an einem bestimmten Punkt im dreidimensionalen (oder zweidimensionalen) Raum operieren. Welche Designanforderungen müssen also an einen so anspruchsvollen kraftunterstützten Roboterarm gestellt werden? Im Folgenden stellt Ihnen der Redakteur diese vor:
1、Der kraftunterstützte Roboterarm sollte eine hohe Tragfähigkeit, gute Steifigkeit und ein geringes Gewicht aufweisen.
Die Steifigkeit eines kraftunterstützten Roboterarms beeinflusst dessen Stabilität, Geschwindigkeit und Positioniergenauigkeit beim Greifen des Werkstücks maßgeblich. Eine unzureichende Steifigkeit führt zu Biegeverformungen in der Vertikalen und seitlichen Torsionsverformungen in der Horizontalen. Der Roboterarm vibriert, oder das Werkstück verklemmt sich und kann während der Bewegung nicht mehr bewegt werden. Daher werden in der Regel starre Führungsstangen verwendet, um die Steifigkeit des Arms zu erhöhen. Auch die Steifigkeit jeder einzelnen Halterung und Verbindung muss bestimmte Anforderungen erfüllen, um die erforderliche Antriebskraft aufzunehmen.
2、Die Bewegungsgeschwindigkeit des kraftunterstützten Roboterarms sollte angemessen und die Trägheit gering sein.
Die Bewegungsgeschwindigkeit eines Roboterarms richtet sich im Allgemeinen nach dem Produktionsrhythmus des Produkts. Es ist jedoch nicht ratsam, blindlings auf hohe Geschwindigkeiten zu setzen. Der kraftunterstützte Roboterarm startet, sobald er aus dem Stillstand seine normale Geschwindigkeit erreicht hat, und stoppt, sobald er diese erreicht hat. Der Verlauf der Geschwindigkeitsänderung wird durch eine Geschwindigkeitskennlinie dargestellt. Dank seines geringen Gewichts ermöglicht der Roboterarm ein besonders sanftes Anfahren und Anhalten.
3、Die Aktion des Assistenzroboterarms sollte flexibel sein.
Die Struktur des kraftunterstützten Roboterarms sollte kompakt und leichtgängig sein, um eine flexible und wendige Bewegung zu gewährleisten. Wälzlager oder Kugelführungen am Ausleger tragen ebenfalls zu einer schnellen und reibungslosen Bewegung bei. Bei Kragarmmanipulatoren ist zudem die Anordnung der Komponenten am Arm zu berücksichtigen, insbesondere die Berechnung des Drehmomentausgleichs durch das Gewicht der beweglichen Teile an den Dreh-, Hub- und Auflagepunkten. Ein unausgeglichenes Drehmoment beeinträchtigt die Bewegungsunterstützung des Roboterarms. Zu hohe Drehmomente können Vibrationen des kraftunterstützten Roboterarms verursachen, was zu einem Absinken beim Heben und einer verminderten Bewegungsflexibilität führen kann. Im Extremfall können sich Roboterarm und Säule verklemmen. Daher sollte beim Entwurf eines kraftunterstützten Roboterarms der Schwerpunkt möglichst durch den Drehpunkt oder so nah wie möglich daran liegen, um das Auslenkungsdrehmoment zu minimieren. Bei einem Roboterarm, der gleichzeitig mit beiden Armen arbeitet, sollte die Anordnung der Arme so symmetrisch wie möglich zum Zentrum sein, um ein Gleichgewicht zu erreichen.
4、Die Aktion des Assistenzroboterarms sollte flexibel sein.
Die Struktur des kraftunterstützten Roboterarms sollte kompakt und leichtgängig sein, um eine flexible und wendige Bewegung zu gewährleisten. Wälzlager oder Kugelführungen am Ausleger tragen ebenfalls zu einer schnellen und reibungslosen Bewegung bei. Bei Kragarmmanipulatoren ist zudem die Anordnung der Komponenten am Arm zu berücksichtigen, insbesondere die Berechnung des Drehmomentausgleichs durch das Gewicht der beweglichen Teile an den Dreh-, Hub- und Auflagepunkten. Ein unausgeglichenes Drehmoment beeinträchtigt die Bewegungsunterstützung des Roboterarms. Zu hohe Drehmomente können Vibrationen des kraftunterstützten Roboterarms verursachen, was zu einem Absinken beim Heben und einer verminderten Bewegungsflexibilität führen kann. Im Extremfall können sich Roboterarm und Säule verklemmen. Daher sollte beim Entwurf eines kraftunterstützten Roboterarms der Schwerpunkt möglichst durch den Drehpunkt oder so nah wie möglich daran liegen, um das Auslenkungsdrehmoment zu minimieren. Bei einem Roboterarm, der gleichzeitig mit beiden Armen arbeitet, sollte die Anordnung der Arme so symmetrisch wie möglich zum Zentrum sein, um ein Gleichgewicht zu erreichen.
Veröffentlichungsdatum: 26. April 2023