5 thành phần cơ bản cấu tạo cánh tay robot công nghiệp

Trong những năm gần đây, cánh tay robot công nghiệp đã đóng vai trò như một “trợ lý đắc lực” trong lĩnh vực sản xuất, chúng đảm nhận các công việc lặp đi lặp lại và thay thế con người làm việc trong môi trường tiềm ẩn nhiều nguy hiểm. Hãy cùng Thiết bị Robot tìm hiểu các thành phần thiết kế và cấu tạo cánh tay robot công nghiệp qua bài viết dưới đây!

1. Cánh tay robot công nghiệp hoạt động như thế nào?

Cánh tay robot công nghiệp là một thiết bị cơ điện tử, mô phỏng chuyển động của cánh tay người, được thiết kế để thực hiện các thao tác lặp đi lặp lại với độ chính xác và độ tin cậy cao. Cánh tay robot thường được chế tạo từ các vật liệu có độ bền cơ học lớn như thép hoặc gang, nhằm đáp ứng các yêu cầu khắt khe về tải trọng và điều kiện làm việc trong môi trường công nghiệp.

Thiết bị này được xây dựng với phần đế cố định, liên kết qua các khớp động, và kết thúc ở khớp cổ tay có thể gắn thêm các thiết bị cuối (end-effector) với các chức năng như gắp thả, mài, hàn, hoặc cấp phôi. Mỗi trục và khớp của cánh tay robot được điều khiển bởi các động cơ thường là servo hoặc stepper dưới sự điều khiển của bộ điều khiển trung tâm.

Trong các ứng dụng yêu cầu lực nâng lớn, cánh tay robot có thể được trang bị hệ thống thủy lực hoặc khí nén để tăng hiệu suất vận hành. Khả năng này giúp robot dễ dàng thực hiện các nhiệm vụ nâng hạ vật nặng, hàn kết cấu lớn hoặc xử lý các thành phần cơ khí cồng kềnh.

Trong sản xuất, cánh tay robot đóng vai trò thiết yếu trong các hệ tự động hóa của các quy trình. Chúng được lập trình để thực hiện các thao tác như di chuyển, lắp ráp linh kiện, hàn điểm, đóng gói hoặc phân loại sản phẩm. Tùy theo yêu cầu kỹ thuật, robot có thể được lập trình để thực hiện tại một công đoạn duy nhất hoặc nhiều tác vụ phức hợp trong dây chuyền sản xuất liên tục.

Một điểm nổi bật của robot công nghiệp hiện đại là khả năng làm việc với độ chính xác cực cao, cho phép robot thao tác với các chi tiết vi mô như bo mạch chủ, chip điện tử hoặc cảm biến – những tác vụ đòi hỏi sự ổn định mà con người khó có thể duy trì liên tục trong thời gian dài. Nhờ vào đó, robot không chỉ nâng cao năng suất mà còn góp phần cải thiện chất lượng sản phẩm và giảm thiểu lỗi kỹ thuật.

2. Cấu tạo cánh tay robot công nghiệp

Tùy theo chức năng cụ thể, cấu tạo cánh tay robot công nghiệp có thể được điều chỉnh khác nhau. Nhìn chung, một cánh tay robot công nghiệp tiêu chuẩn thường bao gồm 5 bộ phận chính sau:

1. Khớp nối và bộ truyền động (Joints & Actuators)

Khớp là bộ phận chuyển động của robot, giúp tạo ra các chuyển động cơ học. Có nhiều loại khớp như khớp xoay, khớp tuyến tính, khớp vuông góc và khớp quay quanh trục. Các khớp này được điều khiển bởi bộ truyền động – là cơ cấu tạo lực giúp robot di chuyển. Phổ biến nhất là bộ truyền động điện, khí nén hoặc thủy lực, tùy thuộc vào yêu cầu tải trọng và môi trường làm việc.

2. Các liên kết (Links)

Giữa các khớp của robot là các đoạn liên kết – thường là ống kim loại hoặc vật liệu cứng. Chúng tạo nên khung xương cho cánh tay robot, giúp định hình chiều dài tay và độ vươn. Liên kết càng dài thì tầm hoạt động càng lớn, nhưng lại giảm độ ổn định. Ngược lại, liên kết ngắn hơn sẽ tối ưu cho những tác vụ đòi hỏi độ chính xác cao.

3. Cảm biến bên trong (Internal Sensors)

Để kiểm soát chuyển động chính xác, robot sử dụng hệ thống cảm biến nội bộ nhằm đo vị trí, góc xoay và lực tác động tại từng khớp. Ví dụ điển hình là encoder hoặc chiết áp, giúp phản hồi liên tục trạng thái của cánh tay. Ngoài ra, cảm biến dòng điện và cảm biến lực – mô men xoắn còn giúp phát hiện va chạm và điều chỉnh lực phù hợp trong các tác vụ tinh vi.

4. Nguồn cấp năng lượng (Power Source)

Cánh tay robot cần nguồn năng lượng để vận hành hệ thống điều khiển và các bộ truyền động. Phần lớn robot sử dụng nguồn điện, nhưng tùy vào yêu cầu kỹ thuật cũng có thể dùng khí nén hoặc thủy lực để tạo công suất lớn hơn.

5. Bộ điều khiển và tín hiệu số (Digital I/O & Controller)

Hệ thống điều khiển trung tâm đóng vai trò là “bộ não” của robot. Nó xử lý các tín hiệu vào/ra số để điều phối hoạt động giữa các khớp và cảm biến. Khi lập trình robot cho một nhiệm vụ cụ thể, bộ điều khiển sẽ thực thi chương trình này để đảm bảo robot vận hành chính xác theo yêu cầu.

3. Cánh tay robot công nghiệp được sử dụng để làm gì?

Cánh tay robot hiện đại có thể được ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực sản xuất, chế biến và gia công công nghiệp – đặc biệt là những công việc đòi hỏi chuyển động cực kỳ chính xác, tốc độ cao và lặp đi lặp lại. Ngày nay, các loại cánh tay robot đa dạng được sử dụng ở mọi quy mô sản xuất, từ những công đoạn lắp ráp vi mạch điện tử siêu nhỏ cho đến các dây chuyền sản xuất công nghiệp nặng với sản lượng lớn.

Chính vì vậy, điều quan trọng là phải hiểu rõ từng loại cánh tay robot phù hợp với môi trường và nhiệm vụ nào trước khi đưa ra quyết định đầu tư. Việc lựa chọn đúng loại cánh tay robot không chỉ dựa vào hình thức hay thương hiệu, mà còn phải cân nhắc kỹ đến tính thực tiễn khi ứng dụng và các yêu cầu kỹ thuật liên quan. Dưới đây là các ứng dụng của cánh tay robot công nghiệp:

• Tự động hóa quá trình lắp ráp: Cánh tay robot công nghiệp hiện đại đặc biệt hiệu quả trong các quy trình lắp ráp đòi hỏi độ chính xác và tốc độ cao. Với khả năng thao tác nhanh và ổn định, chúng có thể thực hiện việc gắn kết các chi tiết một cách chính xác, nhất quán hơn nhiều so với làm thủ công. Cánh tay robot được triển khai phổ biến trong dây chuyền sản xuất linh kiện điện tử, ô tô, máy bay và thiết bị gia dụng. Tùy vào ứng dụng cụ thể, robot có thể sử dụng mối hàn, keo dán hoặc chốt khóa để kết nối các bộ phận. Nhờ đó, hiệu suất sản xuất không chỉ được nâng cao mà còn giảm đáng kể lỗi trong lắp ráp.
• Xử lý và vận chuyển: Một ứng dụng thiết yếu khác của robot công nghiệp là trong lĩnh vực xử lý vật liệu, bao gồm các công việc như xếp dỡ hàng hóa và phân loại sản phẩm. Với thiết kế mạnh mẽ và độ linh hoạt cao, robot có thể nâng và di chuyển vật nặng dễ dàng, từ nguyên vật liệu thô cho đến thành phẩm hoàn chỉnh. Đặc biệt, các cánh tay robot được tích hợp bộ kẹp có thể thao tác với cả các vật thể dễ vỡ mà không gây tổn hại, đáp ứng được các yêu cầu khắt khe trong môi trường sản xuất hiện đại.
• Gia công bề mặt và kiểm tra chất lượng: Trong các nhà máy sản xuất, cánh tay robot còn được ứng dụng rộng rãi cho các công việc như hàn, phun sơn, dán keo – những nhiệm vụ đòi hỏi chuyển động theo quỹ đạo phức tạp và có thể gây nguy hiểm cho con người.

Nhờ khả năng hoạt động liên tục trong môi trường độc hại như khu vực có khí hàn hoặc hóa chất, robot giúp đảm bảo an toàn và chất lượng đồng đều của sản phẩm. Bên cạnh đó, nhiều cánh tay robot hiện nay còn được tích hợp hệ thống thị giác máy và cảm biến, cho phép thực hiện các bước kiểm tra linh kiện hoặc thành phẩm một cách tự động. Chúng có thể phát hiện lỗi sản phẩm, đo kích thước và xác minh độ chính xác. Từ đó, góp phần nâng cao chất lượng và tính nhất quán trong toàn bộ quy trình sản xuất.

Sản phẩm liên quan: Robot FANUC R-2000iA/165R

Sở hữu ngay cánh tay robot công nghiệp với thietbirobot.com

Thietbirobot.com là kênh phân phối trực tuyến các bộ phận, thiết bị robot mới hoặc đã qua sử dụng, dầu mỡ robot và các linh kiện cơ khí. Tại đây, chúng tôi tự hào cung cấp khối lượng lớn vật tư từ các thương hiệu và nhà cung cấp lớn, bao gồm: FANUC, ABB, Kuka, Yaskawa, Mitsubishi, Staubli, Hyundai, CKD, v.v.

Để biết thêm thông tin về cánh tay robot công nghiệp, hãy liên hệ với thietbirobot.com ngay hôm nay.

Đọc thêm: 5 ký hiệu dầu mỡ robot thông dụng bạn cần hiểu.

Liên hệ ngay để được Thiết bị robot tư vấn trực tiếp:

Hotline: 091 9225 197

Địa chỉ: 97/2 Kha Vạn Cân, phường Hiệp Bình, TP.HCM

=============

Facebook: Linh kiện robot.