Es gibt vier Haupttypen von Antriebsmechanismen, die in Roboterarmen verwendet werden: hydraulischer Antrieb, pneumatischer Antrieb, elektrischer Antrieb und mechanischer Antrieb.
1. Hydraulisch angetrieben
Ein hydraulisch angetriebener Roboterarm besteht normalerweise aus einem Hydraulikmotor (verschiedene Ölzylinder, Ölmotoren), Servoventilen, Ölpumpen, Öltanks usw., die ein Antriebssystem bilden, das vom Aktuator des antreibenden Roboterarms betrieben wird. Normalerweise verfügt es über eine große Greifkapazität (bis zu mehreren hundert Kilogramm oder mehr) und zeichnet sich durch kompakte Struktur, reibungslosen Betrieb, Schlagfestigkeit, Vibrationsfestigkeit und gute explosionssichere Leistung aus. Allerdings erfordern hydraulische Komponenten eine hohe Fertigungsgenauigkeit und Dichtleistung, da sonst Öllecks die Umwelt belasten.
2. Pneumatisch angetrieben
Das Antriebssystem besteht normalerweise aus Zylindern, Ventilen, Tanks und Luftkompressoren und zeichnet sich durch bequeme Luftversorgung, schnelle Wirkung, einfache Struktur, niedrige Kosten und bequeme Wartung aus. Es ist jedoch schwierig, die Geschwindigkeit zu kontrollieren, und der Luftdruck sollte nicht zu hoch sein, sodass die Greiffähigkeit gering ist.
3. Elektrisch angetrieben
Elektroantrieb ist die am häufigsten verwendete Antriebsmethode für Roboterarme. Seine Eigenschaften sind bequeme Stromversorgung, schnelle Reaktion, große Antriebskraft (das Gewicht des Gelenktyps hat 400 kg erreicht), bequeme Signalerkennung, -übertragung und -verarbeitung sowie verschiedene flexible Steuerungsschemata. Der Antriebsmotor verwendet im Allgemeinen einen Schrittmotor, wobei der Gleichstrom-Servomotor (AC) die Hauptantriebsmethode ist. Aufgrund der hohen Drehzahl des Motors ist es in der Regel erforderlich, einen Untersetzungsmechanismus zu verwenden (z. B. Harmonic Drive, RV-Zykloiden-Windradantrieb, Zahnradantrieb, Schraubenantrieb und Mehrstangenmechanismus). Einige Roboterarme haben damit begonnen, Motoren mit hohem Drehmoment und niedriger Drehzahl ohne Untersetzungsmechanismen für den Direktantrieb (DD) zu verwenden, was den Mechanismus vereinfachen und die Steuerungsgenauigkeit verbessern kann.
4. Mechanisch angetrieben
Mechanischer Antrieb wird nur in Situationen verwendet, in denen die Aktion festgelegt ist. Im Allgemeinen werden Nockenverbindungsmechanismen verwendet, um bestimmte Aktionen zu erreichen. Seine Eigenschaften sind zuverlässige Bewegung, hohe Arbeitsgeschwindigkeit, niedrige Kosten, aber nicht einfach einzustellen. Andere nutzen auch Hybridantriebe, nämlich Flüssiggas- oder elektrisch-hydraulische Hybridantriebe.
Zweitens kann der Manipulator entsprechend den unterschiedlichen Bewegungsformen des Manipulators in vier Typen unterteilt werden: Typ mit kartesischem Koordinatensystem, Typ mit Zylinderkoordinaten, Typ mit Polarkoordinaten und Typ mit mehreren Gelenken.
(1). Manipulator des kartesischen Koordinatensystems: Der Arm bewegt sich geradlinig in den drei Koordinatenachsen des kartesischen Koordinatensystems, dh der Arm streckt sich hin und her, hebt und senkt sich auf und ab und bewegt sich nach links und rechts. Diese Koordinatenform nimmt viel Platz ein, verfügt aber über einen relativ kleinen Arbeitsbereich und eine große Trägheit, wodurch sie für Situationen geeignet ist, in denen die Arbeitspositionen in einer geraden Linie angeordnet sind.
(2). Roboterarm mit zylindrischen Koordinaten: Der Arm bewegt sich vorwärts und rückwärts, auf und ab und schwingt in einer horizontalen Ebene. Im Vergleich zum kartesischen Koordinatensystem nimmt es weniger Platz ein und verfügt über einen größeren Arbeitsbereich. Aufgrund der Struktur des Mechanismus ist jedoch die niedrigste Position in Höhenrichtung begrenzt, so dass Objekte auf dem Boden nicht gegriffen werden können und die Trägheit ebenfalls groß ist.