1. โครงสร้างเชิงกล
โครงสร้างพื้นฐานของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมรวมถึงร่างกายแขนข้อมือและนิ้ว ส่วนประกอบเหล่านี้รวมกันเป็นระบบการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ทำให้สามารถวางตำแหน่งได้อย่างแม่นยำและย้ายในพื้นที่สามมิติ
- ร่างกาย: ร่างกายเป็นส่วนหลักของหุ่นยนต์ซึ่งมักจะทำจากเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงใช้เพื่อรองรับส่วนประกอบอื่น ๆ และให้พื้นที่ภายในเพื่อรองรับเซ็นเซอร์ตัวควบคุมและอุปกรณ์อื่น ๆ
-แขน: แขนเป็นส่วนหลักของหุ่นยนต์ในการทำงานซึ่งมักจะขับเคลื่อนด้วยข้อต่อเพื่อให้ได้การเคลื่อนไหวแบบหลายระดับ ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ของแอปพลิเคชันแขนสามารถออกแบบด้วยแกนคงที่หรือแกนที่พับเก็บได้
- ข้อมือ: ข้อมือเป็นส่วนหนึ่งของเอฟเฟกต์ปลายของหุ่นยนต์ที่ติดต่อชิ้นงานซึ่งมักจะประกอบด้วยชุดของข้อต่อและลิงก์เพื่อให้ได้การจับตำแหน่งและฟังก์ชั่นการจัดการที่ยืดหยุ่น
- นิ้ว: นิ้วเป็นส่วนหนึ่งของเอฟเฟกต์ปลายของหุ่นยนต์ซึ่งมักจะรวมถึงเครื่องมือและการติดตั้งที่หลากหลายเพื่อให้งานการจัดการที่เฉพาะเจาะจงเสร็จสมบูรณ์
2. ระบบควบคุม
ระบบควบคุมของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมเป็นส่วนสำคัญที่รับผิดชอบในการรับข้อมูลจากเซ็นเซอร์ประมวลผลข้อมูลนี้และส่งคำแนะนำการควบคุมเพื่อผลักดันการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ ระบบควบคุมมักจะมีส่วนประกอบต่อไปนี้:
- คอนโทรลเลอร์: คอนโทรลเลอร์เป็นสมองของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่รับผิดชอบในการประมวลผลสัญญาณของเซ็นเซอร์ต่าง ๆ และสร้างคำแนะนำการควบคุมที่สอดคล้องกัน ประเภทคอนโทรลเลอร์ทั่วไป ได้แก่ PLC (คอนโทรลเลอร์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้), DCS (ระบบควบคุมแบบกระจาย) และ IPC (ระบบควบคุมอัจฉริยะ)
- ไดรเวอร์: ไดรเวอร์คืออินเทอร์เฟซระหว่างคอนโทรลเลอร์และมอเตอร์ซึ่งรับผิดชอบในการแปลงคำแนะนำการควบคุมที่ออกโดยคอนโทรลเลอร์ในการเคลื่อนที่จริงของมอเตอร์ ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของแอปพลิเคชันคนขับสามารถแบ่งออกเป็นไดรเวอร์มอเตอร์สเต็ปเปอร์ไดรเวอร์เซอร์โวมอเตอร์และไดรเวอร์มอเตอร์เชิงเส้น ฯลฯ
- อินเทอร์เฟซการเขียนโปรแกรม: อินเทอร์เฟซการเขียนโปรแกรมเป็นเครื่องมือสำหรับผู้ใช้ในการโต้ตอบกับระบบหุ่นยนต์โดยปกติจะรวมถึงซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์หน้าจอสัมผัสหรือแผงการทำงานเฉพาะ ผ่านอินเทอร์เฟซการเขียนโปรแกรมผู้ใช้สามารถตั้งค่าพารามิเตอร์การเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ตรวจสอบสถานะการทำงานและวินิจฉัยและจัดการกับความผิดพลาด
3. เซ็นเซอร์
หุ่นยนต์อุตสาหกรรมจำเป็นต้องพึ่งพาเซ็นเซอร์ต่าง ๆ เพื่อรับข้อมูลเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมโดยรอบเพื่อทำงานเช่นการวางตำแหน่งที่ถูกต้องการนำทางและการหลีกเลี่ยงอุปสรรค ประเภทเซ็นเซอร์ทั่วไป ได้แก่ :
- เซ็นเซอร์ภาพ: เซ็นเซอร์ภาพใช้เพื่อจับภาพหรือข้อมูลวิดีโอของวัตถุเป้าหมายเช่นกล้อง LIDAR ฯลฯ โดยการวิเคราะห์ข้อมูลนี้หุ่นยนต์สามารถรับรู้ฟังก์ชั่นเช่นการจดจำวัตถุการวางตำแหน่งและการติดตาม
- เซ็นเซอร์แรง\/แรงบิด: เซ็นเซอร์แรง\/แรงบิดใช้ในการวัดแรงภายนอกและแรงบิดของหุ่นยนต์เช่นเซ็นเซอร์ความดันเซ็นเซอร์แรงบิด ฯลฯ ข้อมูลเหล่านี้มีความสำคัญสำหรับการควบคุมการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์และการตรวจสอบโหลด
- เซ็นเซอร์ความใกล้ชิด\/ระยะทาง: เซ็นเซอร์ความใกล้ชิด\/ระยะทางใช้ในการวัดระยะห่างระหว่างหุ่นยนต์และวัตถุโดยรอบเพื่อให้แน่ใจว่าช่วงการเคลื่อนที่ที่ปลอดภัย เซ็นเซอร์ความใกล้ชิด\/ระยะทางทั่วไปรวมถึงเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกเซ็นเซอร์อินฟราเรด ฯลฯ
- Encoder: Encoder เป็นเซ็นเซอร์ที่ใช้ในการวัดมุมการหมุนและข้อมูลตำแหน่งเช่นโฟโตอิเล็กทริกตัวเข้ารหัสแม่เหล็ก ฯลฯ โดยการประมวลผลข้อมูลเหล่านี้หุ่นยนต์สามารถควบคุมตำแหน่งและการวางแผนวิถีได้อย่างแม่นยำ
4. อินเทอร์เฟซการสื่อสาร
เพื่อให้บรรลุการทำงานร่วมกันและการแบ่งปันข้อมูลกับอุปกรณ์อื่น ๆ หุ่นยนต์อุตสาหกรรมมักจะต้องมีความสามารถในการสื่อสารบางอย่าง อินเทอร์เฟซการสื่อสารสามารถเชื่อมต่อหุ่นยนต์กับอุปกรณ์อื่น ๆ (เช่นหุ่นยนต์อื่น ๆ ในสายการผลิตอุปกรณ์จัดการวัสดุ ฯลฯ ) และระบบการจัดการระดับบน (เช่น ERP, MES ฯลฯ ) เพื่อให้ได้ฟังก์ชั่นเช่นการแลกเปลี่ยนข้อมูลและการควบคุมระยะไกล ประเภทอินเทอร์เฟซการสื่อสารทั่วไป ได้แก่ :
- อินเทอร์เฟซอีเธอร์เน็ต: อินเตอร์เฟสอีเธอร์เน็ตเป็นอินเตอร์เฟสเครือข่ายสากลที่ใช้โปรโตคอล IP ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรม ผ่านอินเทอร์เฟซอีเธอร์เน็ตหุ่นยนต์สามารถบรรลุการส่งข้อมูลความเร็วสูงและการตรวจสอบแบบเรียลไทม์กับอุปกรณ์อื่น ๆ
- อินเทอร์เฟซ Profibus: Profibus เป็นโปรโตคอล Fieldbus มาตรฐานสากลที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรม อินเทอร์เฟซ Profibus สามารถตระหนักถึงการแลกเปลี่ยนข้อมูลที่รวดเร็วและเชื่อถือได้และการควบคุมการทำงานร่วมกันระหว่างอุปกรณ์ต่าง ๆ
- อินเตอร์เฟส USB: อินเตอร์เฟส USB เป็นอินเทอร์เฟซการสื่อสารแบบอนุกรมสากลที่สามารถใช้ในการเชื่อมต่ออุปกรณ์อินพุตเช่นคีย์บอร์ดและหนูรวมถึงอุปกรณ์เอาต์พุตเช่นเครื่องพิมพ์และอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล ผ่านอินเตอร์เฟส USB หุ่นยนต์สามารถตระหนักถึงการดำเนินการแบบโต้ตอบและการส่งข้อมูลกับผู้ใช้
โดยสรุปหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่สมบูรณ์ประกอบด้วยหลายส่วนเช่นโครงสร้างเชิงกลระบบควบคุมเซ็นเซอร์และอินเทอร์เฟซการสื่อสาร ชิ้นส่วนเหล่านี้ทำงานร่วมกันเพื่อให้หุ่นยนต์สามารถทำงานที่มีความแม่นยำสูงและความเร็วสูงในสภาพแวดล้อมการผลิตอุตสาหกรรมที่ซับซ้อน ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องและการขยายตัวของความต้องการแอปพลิเคชันอย่างต่อเนื่องหุ่นยนต์อุตสาหกรรมจะยังคงมีบทบาทสำคัญในการผลิตที่ทันสมัย