Trong các hệ thống tự động hóa hiện nay, robot cánh tay đóng vai trò quan trọng trong việc bốc xếp, lắp ráp và xử lý sản phẩm. Nhiều người thắc mắc robot cánh tay có bao nhiêu trục và mỗi trục đảm nhận chức năng gì trong quá trình vận hành. Thực tế, số trục càng nhiều thì robot càng linh hoạt và thao tác chính xác hơn. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn tìm hiểu chi tiết về cấu tạo, chức năng của từng trục và cách lựa chọn robot cánh tay phù hợp cho nhu cầu sản xuất.
Tổng quan về robot cánh tay và các loại trục
Trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp, robot cánh tay là thiết bị mô phỏng chuyển động tay người, có khả năng gắp, di chuyển, lắp ráp hoặc bốc xếp hàng hóa với độ chính xác cao. Mỗi robot được cấu thành từ nhiều trục chuyển động (axis) – là các khớp xoay hoặc trượt giúp robot thực hiện thao tác linh hoạt trong không gian ba chiều.
Tùy vào yêu cầu công việc, robot cánh tay có bao nhiêu trục sẽ khác nhau: loại cơ bản thường có 3 hoặc 4 trục để thực hiện thao tác gắp – đặt đơn giản, trong khi robot 5 hoặc 6 trục có thể xoay, nghiêng, gập và thao tác phức tạp như con người. Số trục càng nhiều, robot càng có khả năng vận hành linh hoạt và xử lý công việc tinh vi hơn, song chi phí và mức độ lập trình cũng cao hơn tương ứng.
Robot cánh tay là gì và vai trò trong sản xuất
Robot cánh tay là một dạng robot công nghiệp được thiết kế mô phỏng chuyển động của cánh tay con người, có khả năng thực hiện các thao tác như gắp, nâng, di chuyển, lắp ráp, hoặc hàn cắt với độ chính xác cao. Mỗi robot cánh tay bao gồm nhiều trục (axis) cho phép di chuyển theo các hướng khác nhau trong không gian.
Việc hiểu rõ robot cánh tay có bao nhiêu trục rất quan trọng, vì số lượng trục quyết định phạm vi hoạt động, mức độ linh hoạt và khả năng thực hiện những công việc phức tạp. Trong các dây chuyền sản xuất hiện đại, robot cánh tay được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp điện tử, ô tô, chế biến thực phẩm, logistics… giúp tăng năng suất, giảm sai sót và tiết kiệm chi phí vận hành.
Các loại trục cơ bản trong robot cánh tay
Mỗi robot cánh tay được cấu tạo từ nhiều trục khác nhau, cho phép di chuyển theo các hướng và góc nhất định. “Trục” (axis) chính là khớp chuyển động giúp robot thực hiện thao tác như xoay, gập, vươn hay nghiêng.
Thông thường, robot công nghiệp có từ 3 đến 6 trục – số trục càng nhiều, robot càng linh hoạt và có thể mô phỏng chuyển động con người một cách chính xác hơn.
Sự khác biệt giữa robot 3 trục, 4 trục, 5 trục và 6 trục
Robot 3 trục: Gồm ba chuyển động cơ bản theo các trục X, Y, Z – chỉ phù hợp với các tác vụ đơn giản như gắp, đặt hoặc di chuyển hàng hóa trong một mặt phẳng cố định.
Robot 4 trục: Bổ sung thêm trục xoay quanh trục đứng, giúp robot xoay và sắp xếp sản phẩm linh hoạt hơn, thường dùng trong bốc xếp hàng hóa hoặc palletizing.
Robot 5 trục: Có thể nghiêng cổ tay và điều chỉnh góc thao tác, phù hợp cho các công việc cần độ chính xác cao như đóng gói, lắp ráp, kiểm tra sản phẩm.
Robot 6 trục: Là loại phổ biến nhất hiện nay, có khả năng mô phỏng đầy đủ chuyển động tay người, xoay, gập, nghiêng, xoắn ở nhiều góc độ. Robot 6 trục thường được ứng dụng trong hàn, sơn, lắp ráp linh kiện và xử lý sản phẩm phức tạp.
Cấu tạo chi tiết của robot cánh tay
Để hiểu rõ robot cánh tay có bao nhiêu trục và cách mỗi trục hoạt động, ta cần nắm được cấu tạo tổng thể của robot. Mỗi bộ phận đều đảm nhận một chức năng riêng, phối hợp nhịp nhàng để tạo nên chuyển động chính xác và linh hoạt.
Khớp trục và khả năng chuyển động
Khớp trục (joint) là thành phần quan trọng nhất, quyết định số trục và phạm vi di chuyển của robot. Mỗi khớp cho phép một chuyển động riêng như xoay, nghiêng, gập hoặc trượt, giúp robot thao tác linh hoạt trong không gian ba chiều.
Tay robot, cổ robot và trục quay chính
Phần tay (arm) là cấu trúc chịu tải, nối giữa thân và đầu robot. Cổ robot (wrist) nằm ở cuối tay, cho phép robot xoay và định hướng công cụ gắp theo nhiều hướng khác nhau. Trục quay chính thường được đặt ở chân đế, giúp robot có thể xoay toàn bộ thân quanh trục đứng.
Bộ điều khiển và hệ thống cảm biến
Bộ điều khiển trung tâm (controller) là “bộ não” giúp robot thực hiện chính xác lệnh di chuyển của từng trục. Kết hợp cùng hệ thống cảm biến vị trí, lực và góc xoay, robot có thể phát hiện vật thể, tự điều chỉnh thao tác và đảm bảo an toàn khi làm việc.
Chức năng của từng trục trên robot cánh tay
Khi tìm hiểu robot cánh tay có bao nhiêu trục, điều quan trọng không chỉ là số lượng mà còn là chức năng của từng trục trong quá trình hoạt động. Mỗi trục đảm nhiệm một nhiệm vụ cụ thể, giúp robot thực hiện chuyển động linh hoạt và chính xác.
Trục cơ sở (Base) – Xoay toàn bộ cánh tay
Đây là trục đầu tiên, nằm ở phần chân đế, giúp xoay toàn bộ thân robot sang trái hoặc phải. Trục cơ sở quyết định phạm vi làm việc của robot trong không gian.
Trục vai (Shoulder) – Nâng/hạ cánh tay chính
Trục vai kết nối giữa thân robot và phần tay chính, có nhiệm vụ nâng lên hoặc hạ xuống cánh tay, tạo nên chuyển động vươn tới hoặc lùi lại.
Trục cùi chỏ (Elbow) – Duỗi/gập cánh tay
Trục này giúp robot gập hoặc duỗi cánh tay, cho phép tiếp cận vật thể ở các khoảng cách khác nhau, tương tự chuyển động khuỷu tay của con người.
Trục cổ tay (Wrist) – Xoay, nghiêng, điều khiển dụng cụ gắp
Trục cổ tay tạo nên khả năng xoay, nghiêng hoặc xoắn đầu gắp để điều chỉnh hướng tiếp xúc với vật thể. Đây là trục quan trọng trong các công việc đòi hỏi độ chính xác cao như hàn, sơn hoặc lắp ráp linh kiện.
Trục công cụ (End-effector) – Thao tác trực tiếp với vật thể
Đây là trục cuối cùng, điều khiển bộ gắp, kẹp, hàn hoặc hút chân không, cho phép robot thao tác trực tiếp lên vật thể. Trục này quyết định hiệu quả công việc và độ chính xác khi robot thực hiện thao tác.
Nguyên lý hoạt động của robot cánh tay điều khiển trục
Mỗi robot cánh tay hoạt động dựa trên sự kết hợp giữa hệ thống cơ khí, động cơ servo, cảm biến và bộ điều khiển trung tâm. Khi nhận lệnh từ người vận hành hoặc chương trình lập sẵn, bộ điều khiển sẽ tính toán góc quay, tốc độ và vị trí của từng trục để thực hiện thao tác mong muốn.
Các động cơ tại mỗi khớp trục sẽ xoay hoặc trượt theo tín hiệu đó, giúp robot vươn, gập, xoay hoặc gắp vật thể chính xác đến từng milimet. Trong khi đó, các cảm biến vị trí và lực liên tục gửi phản hồi về bộ điều khiển, giúp robot tự điều chỉnh chuyển động, đảm bảo an toàn và ổn định trong quá trình làm việc.
Lựa chọn robot cánh tay phù hợp theo số trục
Tùy vào tính chất công việc và mức độ tự động hóa, doanh nghiệp cần hiểu rõ robot cánh tay có bao nhiêu trục để lựa chọn loại phù hợp nhất. Số trục càng nhiều, khả năng di chuyển và độ linh hoạt càng cao, nhưng chi phí đầu tư cũng tăng theo.
- Robot 3–4 trục: Phù hợp cho các tác vụ cơ bản như gắp – đặt sản phẩm, xếp hàng, palletizing trong các dây chuyền đóng gói, kho vận. Đây là lựa chọn tối ưu nếu doanh nghiệp cần tốc độ cao, độ chính xác vừa phải và chi phí đầu tư thấp.
- Robot 5–6 trục: Dành cho các công đoạn đòi hỏi linh hoạt cao như hàn, sơn, lắp ráp linh kiện điện tử hoặc sản phẩm có hình dạng phức tạp. Các robot này mô phỏng gần như hoàn toàn chuyển động tay người, đáp ứng yêu cầu chính xác tuyệt đối.
- Robot trên 6 trục: Ít phổ biến hơn, chủ yếu ứng dụng trong các ngành đặc thù như công nghệ hàng không, y tế hoặc gia công siêu chính xác.
Hiểu rõ robot cánh tay có bao nhiêu trục giúp doanh nghiệp lựa chọn giải pháp tự động hóa phù hợp, tối ưu năng suất và chi phí vận hành. Mỗi loại robot đều có ưu điểm riêng, đáp ứng nhu cầu khác nhau trong sản xuất và kho vận.
Nếu bạn cần tư vấn chi tiết hoặc báo giá hệ thống robot cánh tay công nghiệp, hãy liên hệ Unify Robotics qua hotline 0968 975 550 để được đội ngũ kỹ sư hỗ trợ tận nơi.
Để lại một bình luận