1. Nguồn gốc của Robot công nghiệp Phát minh về robot công nghiệp có thể bắt nguồn từ năm 1954, khi George Devol nộp đơn xin cấp bằng sáng chế về chuyển đổi các bộ phận có thể lập trình. Sau khi hợp tác với Joseph Engelberger, công ty robot đầu tiên trên thế giới Unimation được thành lập và robot đầu tiên được đưa vào sử dụng trên dây chuyền sản xuất của General Motors vào năm 1961, chủ yếu để kéo các bộ phận ra khỏi máy đúc khuôn. Hầu hết các bộ điều khiển vạn năng chạy bằng thủy lực (Unimates) được bán trong những năm tiếp theo, được sử dụng để điều khiển các bộ phận thân xe và hàn điểm. Cả hai ứng dụng đều thành công, cho thấy robot có thể hoạt động đáng tin cậy và đảm bảo chất lượng tiêu chuẩn. Ngay sau đó, nhiều công ty khác bắt đầu phát triển và sản xuất robot công nghiệp. Một ngành công nghiệp thúc đẩy sự đổi mới đã ra đời. Tuy nhiên, phải mất nhiều năm để ngành công nghiệp này thực sự có lãi.
2. Stanford Arm: Một bước đột phá lớn trong ngành Robot “Stanford Arm” mang tính đột phá được Victor Scheinman thiết kế vào năm 1969 như một nguyên mẫu của một dự án nghiên cứu. Ông là sinh viên kỹ thuật tại Khoa Kỹ thuật Cơ khí và làm việc tại Phòng thí nghiệm Trí tuệ Nhân tạo Stanford. “Stanford Arm” có 6 bậc tự do và bộ điều khiển hoàn toàn bằng điện được điều khiển bởi một máy tính tiêu chuẩn, một thiết bị kỹ thuật số có tên là PDP-6. Cấu trúc động học phi nhân hình này có một lăng kính và năm khớp quay, giúp dễ dàng giải các phương trình động học của robot, do đó tăng tốc sức mạnh tính toán. Mô-đun truyền động bao gồm một động cơ DC, một bộ truyền động điều hòa và một bộ giảm tốc bánh răng thẳng, một biến trở và một máy đo tốc độ để phản hồi vị trí và tốc độ. Thiết kế robot sau đó chịu ảnh hưởng sâu sắc từ các ý tưởng của Scheinman
3. Sự ra đời của robot công nghiệp hoàn toàn chạy bằng điện Năm 1973, ASEA (nay là ABB) đã cho ra mắt robot công nghiệp hoàn toàn chạy bằng điện đầu tiên trên thế giới IRB-6. Nó có thể thực hiện chuyển động theo đường liên tục, đây là điều kiện tiên quyết để hàn hồ quang và xử lý. Có thông tin cho rằng thiết kế này đã chứng minh được độ bền rất cao và robot có tuổi thọ lên đến 20 năm. Vào những năm 1970, robot đã nhanh chóng lan rộng sang ngành công nghiệp ô tô, chủ yếu để hàn và bốc dỡ hàng.
4. Thiết kế mang tính cách mạng của Robot SCARA Vào năm 1978, Robot lắp ráp tuân thủ chọn lọc (SCARA) đã được Hiroshi Makino tại Đại học Yamanashi, Nhật Bản phát triển. Thiết kế bốn trục giá rẻ mang tính bước ngoặt này hoàn toàn phù hợp với nhu cầu lắp ráp các bộ phận nhỏ, vì cấu trúc động học cho phép chuyển động cánh tay nhanh và tuân thủ. Các hệ thống lắp ráp linh hoạt dựa trên robot SCARA có khả năng tương thích tốt với thiết kế sản phẩm đã thúc đẩy đáng kể sự phát triển của các sản phẩm điện tử và tiêu dùng khối lượng lớn trên toàn thế giới.
5. Phát triển robot nhẹ và song song Các yêu cầu về tốc độ và khối lượng của robot đã dẫn đến các thiết kế động học và truyền động mới lạ. Ngay từ những ngày đầu, việc giảm khối lượng và quán tính của cấu trúc robot là một mục tiêu nghiên cứu chính. Tỷ lệ trọng lượng 1:1 so với bàn tay con người được coi là chuẩn mực cuối cùng. Năm 2006, mục tiêu này đã đạt được bởi một robot nhẹ từ KUKA. Đây là một cánh tay robot nhỏ gọn có bảy bậc tự do với khả năng kiểm soát lực tiên tiến. Một cách khác để đạt được mục tiêu về cấu trúc nhẹ và cứng đã được khám phá và theo đuổi từ những năm 1980, cụ thể là phát triển các máy công cụ song song. Những máy này kết nối các bộ phận tác động cuối của chúng với mô-đun đế máy thông qua 3 đến 6 giá đỡ song song. Những robot được gọi là song song này rất phù hợp với tốc độ cao (chẳng hạn như để nắm bắt), độ chính xác cao (chẳng hạn như để xử lý) hoặc xử lý tải trọng cao. Tuy nhiên, không gian làm việc của chúng nhỏ hơn so với các robot nối tiếp hoặc vòng hở tương tự.
6. Robot Descartes và robot hai tay Hiện nay, robot Descartes vẫn lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi môi trường làm việc rộng. Ngoài thiết kế truyền thống sử dụng trục tịnh tiến trực giao ba chiều, Gudel đã đề xuất cấu trúc khung thùng có khía vào năm 1998. Khái niệm này cho phép một hoặc nhiều cánh tay robot theo dõi và lưu thông trong một hệ thống chuyển giao khép kín. Theo cách này, không gian làm việc của robot có thể được cải thiện với tốc độ và độ chính xác cao. Điều này có thể đặc biệt có giá trị trong hậu cần và sản xuất máy móc. Hoạt động tinh tế của hai tay rất quan trọng đối với các nhiệm vụ lắp ráp phức tạp, xử lý hoạt động đồng thời và tải các vật thể lớn. Robot hai tay đồng bộ đầu tiên có sẵn trên thị trường được Motoman giới thiệu vào năm 2005. Là một robot hai tay mô phỏng tầm với và sự khéo léo của cánh tay con người, nó có thể được đặt trong không gian mà công nhân đã từng làm việc. Do đó, chi phí vốn có thể được giảm. Nó có 13 trục chuyển động: 6 ở mỗi tay, cộng với một trục duy nhất để quay cơ bản.
7. Robot di động (AGV) và Hệ thống sản xuất linh hoạt Cùng lúc đó, xe tự hành công nghiệp (AGV) xuất hiện. Những robot di động này có thể di chuyển quanh không gian làm việc hoặc được sử dụng để tải thiết bị điểm-đến-điểm. Trong khái niệm hệ thống sản xuất linh hoạt tự động (FMS), AGV đã trở thành một phần quan trọng của tính linh hoạt đường dẫn. Ban đầu, AGV dựa vào các nền tảng được chuẩn bị trước, chẳng hạn như dây nhúng hoặc nam châm, để điều hướng chuyển động. Trong khi đó, AGV điều hướng tự do được sử dụng trong sản xuất và hậu cần quy mô lớn. Thông thường, điều hướng của chúng dựa trên máy quét laser, cung cấp bản đồ 2D chính xác về môi trường thực tế hiện tại để định vị tự động và tránh chướng ngại vật. Ngay từ đầu, sự kết hợp giữa AGV và cánh tay robot được coi là có thể tự động tải và dỡ máy công cụ. Nhưng trên thực tế, những cánh tay robot này chỉ có lợi thế về kinh tế và chi phí trong một số trường hợp cụ thể, chẳng hạn như tải và dỡ thiết bị trong ngành công nghiệp bán dẫn.
8. Bảy xu hướng phát triển chính của robot công nghiệp Tính đến năm 2007, sự phát triển của robot công nghiệp có thể được đánh dấu bằng các xu hướng chính sau: 1. Giảm chi phí và cải thiện hiệu suất - Giá đơn vị trung bình của robot đã giảm xuống còn 1/3 giá ban đầu của robot tương đương vào năm 1990, điều đó có nghĩa là tự động hóa ngày càng rẻ hơn. - Đồng thời, các thông số hiệu suất của robot (như tốc độ, khả năng chịu tải, thời gian trung bình giữa các lần hỏng MTBF) đã được cải thiện đáng kể. 2. Tích hợp công nghệ PC và các thành phần CNTT - Công nghệ máy tính cá nhân (PC), phần mềm cấp tiêu dùng và các thành phần làm sẵn do ngành CNTT mang lại đã cải thiện hiệu quả hiệu quả về chi phí của robot. - Hiện nay, hầu hết các nhà sản xuất tích hợp bộ xử lý dựa trên PC cũng như lập trình, giao tiếp và mô phỏng vào bộ điều khiển và sử dụng thị trường CNTT năng suất cao để duy trì nó. 3. Điều khiển cộng tác nhiều robot - Nhiều robot có thể được lập trình, phối hợp và đồng bộ hóa theo thời gian thực thông qua bộ điều khiển, cho phép robot làm việc chính xác cùng nhau trong một không gian làm việc duy nhất. 4. Sử dụng rộng rãi các hệ thống thị giác – Hệ thống thị giác để nhận dạng vật thể, định vị và kiểm soát chất lượng ngày càng trở thành một phần của bộ điều khiển rô-bốt. 5. Mạng và điều khiển từ xa – Rô-bốt được kết nối với mạng thông qua bus trường hoặc Ethernet để kiểm soát, cấu hình và bảo trì tốt hơn. 6. Mô hình kinh doanh mới – Các kế hoạch tài chính mới cho phép người dùng cuối thuê rô-bốt hoặc có một công ty chuyên nghiệp hoặc thậm chí là nhà cung cấp rô-bốt vận hành một đơn vị rô-bốt, điều này có thể giảm rủi ro đầu tư và tiết kiệm tiền. 7. Phổ biến đào tạo và giáo dục – Đào tạo và học tập đã trở thành các dịch vụ quan trọng để nhiều người dùng cuối nhận ra rô-bốt hơn. – Các tài liệu và khóa học đa phương tiện chuyên nghiệp được thiết kế để đào tạo các kỹ sư và lao động để cho phép họ lập kế hoạch, lập trình, vận hành và bảo trì các đơn vị rô-bốt một cách hiệu quả.
、
Thời gian đăng: 15-04-2025
