5 thành phần cấu trúc cánh tay robot trong công nghiệp được xem là yếu tố then chốt quyết định việc vận hành, chuyển động và hiệu quả làm việc trong sản xuất. Từ các nhiệm vụ như hàn, lắp ráp, xử lý vật liệu đến kiểm tra chất lượng, mỗi chuyển động chính xác đều là kết quả của sự phối hợp nhịp nhàng giữa các thành phần cơ khí và điều khiển.
Việc hiểu rõ cấu trúc cánh tay robot công nghiệp là bước nền quan trọng để doanh nghiệp lựa chọn, bảo trì và tối ưu hóa hệ thống robot theo nhu cầu sản xuất thực tế.
1. Cơ cấu liên kết khớp (Links and Joints)
Cơ cấu liên kết khớp trong cấu trúc cánh tay robot công nghiệp là “bộ xương” của cánh tay robot, bao gồm các liên kết (links) và khớp (joints). Mỗi liên kết đóng vai trò là một đoạn “xương” kết nối, còn khớp là “khớp gối” cho phép các liên kết chuyển động tương đối với nhau.
1.1 Phân loại các khớp phổ biến
- Khớp quay (Revolute Joint): Cho phép chuyển động xoay quanh một trục.
- Khớp trượt (Prismatic Joint): Cho phép chuyển động tịnh tiến.
1.2 Vai trò của các khớp trong chuyển động
Các khớp liên kết với nhau quyết định độ tự do (DOF – Degrees of Freedom) của robot. Một robot 6 trục sẽ có 6 khớp hoạt động, cho phép định vị linh hoạt ở không gian 3D. Đây là yếu tố tiên quyết cho các ứng dụng cần chuyển động phức tạp như hàn hồ quang hay bắt vít ở nhiều góc độ.
2. Hệ truyền động (Drive System)
Hệ truyền động trong cấu trúc cánh tay robot là thành phần giúp robot di chuyển các khớp theo tín hiệu điều khiển. Trong một robot hiện đại, mỗi trục đều gắn với một bộ truyền động, có thể là servo motor, động cơ bước hoặc motor thủy lực/pneumatic tùy theo yêu cầu về lực và tốc độ.
2.1 Các loại phổ biến
- Động cơ servo AC/DC: Phổ biến trong các robot 6 trục, đảm bảo độ chính xác cao và phản hồi nhanh.
- Motor bước (Stepper motor): Phù hợp với robot nhỏ, giá thành thấp.
- Bộ truyền đai, bánh răng hoặc cycloidal: Truyền mô-men xoắn từ motor đến các khớp.
2.2 Vai trò
Đảm bảo chuyển động chính xác, mượt mà và có thể điều khiển đóng vòng kín theo thời gian thực.
3. Bộ điều khiển (Controller)
Bộ điều khiển trong cấu trúc cánh tay robot công nghiệp là “bộ não” điều khiển toàn bộ hệ thống. Nó tiếp nhận lệnh từ người dùng (hoặc chương trình lập trình), xử lý tín hiệu và điều phối chuyển động các khớp sao cho đạt được vị trí và hướng chính xác.
3.1 Thành phần cấu tạo chính
- PLC hoặc bộ điều khiển chuyên dụng (ví dụ: YRC1000 của Yaskawa, IRC5 của ABB).
- Giao diện HMI hoặc Teach Pendant để nhập/chỉnh sửa chương trình.
- Các module I/O, truyền thông (Ethernet/IP, Modbus, Profibus…) kết nối với hệ thống khác.
3.2 Vai trò
Bộ điều khiển giúp điều phối toàn bộ chuyển động, đồng bộ với cảm biến, thiết bị ngoại vi, hệ thống an toàn, và đảm bảo chu trình vận hành theo đúng trình tự.
4. Hệ thống cảm biến (Sensors)
Trong cấu trúc cánh tay robot, bộ hệ thống cảm biến đóng vai trò then chốt trong việc nâng cao độ chính xác và khả năng phản hồi các tín hiệu điều khiển trong quá trình vận hành robot.
4.1 Một số loại cảm biến thông dụng
- Cảm biến vị trí (Encoders): Định vị từng trục chính xác.
- Cảm biến lực/mô-men (Force/Torque Sensor): Giúp robot cảm nhận lực khi tương tác với vật thể.
- Cảm biến khoảng cách, quang học, siêu âm: Tránh va chạm hoặc định vị mục tiêu.
4.2 Vai trò
Tạo nên khả năng phản hồi thông minh, giúp robot thích nghi với môi trường làm việc và thực hiện các tác vụ có tính linh hoạt cao như lắp ráp vi linh kiện hoặc kiểm tra sản phẩm.
5. Cơ cấu chấp hành cuối (End Effector)
Đây là bộ phận thực hiện tác vụ chính như gắp, hàn, phun sơn, lắp ráp, hoặc kiểm tra. Tùy theo ứng dụng mà cấu tạo và nguyên lý của end effector sẽ thay đổi.
5.1 Phân loại phổ biến
- Gripper (kẹp cơ khí, kẹp chân không)
- Súng hàn (Spot welding, MIG/MAG welding)
- Đầu phun (dùng trong sơn, keo dán)
- Công cụ đo kiểm, cảm biến tích hợp
5.2 Vai trò và chức năng
End effector trong cấu trúc cánh tay robot là nơi robot “tác động” trực tiếp lên sản phẩm hoặc môi trường làm việc, nên đây là yếu tố ảnh hưởng lớn đến hiệu quả và độ chính xác của toàn bộ hệ thống.
5 thành phần cấu trúc cánh tay robot và vai trò trong công nghiệp
5 thành phần cấu trúc cánh tay robot công nghiệp không chỉ là tập hợp của các bộ phận cơ khí mà là một hệ sinh thái đồng bộ, nơi mỗi thành phần đóng vai trò thiết yếu cho sự chính xác, linh hoạt và hiệu quả trong vận hành. Việc hiểu và tối ưu từng bộ phận trong cấu trúc cánh tay robot giúp doanh nghiệp lựa chọn robot phù hợp với quy trình sản xuất, giảm thời gian ngừng máy và tăng năng suất tổng thể.
Dịch vụ từ Robotnext cung cấp cho quý khách hàng và đối tác
👉 Liên hệ ngay hotline 0909 914 837 để được các chuyên gia Robotnext hỗ trợ tối ưu hệ thống cấu trúc cánh tay robot tự động hóa cho doanh nghiệp của bạn!
Đọc thêm:
