Что такое 6-осевой (шарнирный) робот: оси и степени свободы

Когда говорят «промышленный робот», чаще всего представляют именно его — шарнирную «руку» с несколькими сочленениями, которая уверенно двигается в любом направлении. Это 6-осевой робот, самый универсальный тип манипулятора. Разберём, что такое 6-осевой робот, зачем ему шесть осей, что такое степени свободы робота-манипулятора и где такие роботы применяются.

Что такое 6-осевой робот

6-осевой робот (шарнирный робот, robot arm) — это промышленный манипулятор с шестью управляемыми осями вращения, соединёнными последовательно, как звенья человеческой руки. Каждая ось — это отдельное сочленение, которое поворачивается независимо, а все вместе они дают инструменту на конце руки максимальную свободу перемещения.

Название прямо отражает конструкцию: «6-осевой» — по числу осей движения, «шарнирный» — по типу сочленений (вращательные шарниры). Именно такая кинематика делает робот гибким: он дотягивается до точки под нужным углом, обходит препятствия и работает со сложной пространственной геометрией.

Оси промышленного робота: что делает каждая

Шесть осей промышленного робота условно делят на две группы. Первые три задают положение инструмента в пространстве, последние три — его ориентацию.

Первые три оси доставляют инструмент в нужную точку рабочей зоны, а оси 4–6 (кисть) разворачивают его под любым углом. Благодаря этому робот может, например, подвести сварочную горелку к шву под правильным наклоном независимо от того, где этот шов находится.

Степени свободы робота-манипулятора

Степени свободы робота-манипулятора — это число независимых движений, которыми он располагает. У 6-осевого робота их шесть, и это не случайное число: именно шесть степеней свободы достаточно, чтобы вывести инструмент в любую точку рабочей зоны и задать ему любую ориентацию в пространстве.

Меньшее число осей ограничивает робот. Например, робот с четырьмя осями быстр и точен, но работает преимущественно в горизонтальной плоскости — он не развернёт инструмент так свободно, как шестиосевой. Поэтому там, где нужна работа с объёмной геометрией и сложными траекториями, выбирают именно 6 степеней свободы.

Ключевые характеристики 6-осевого робота

При выборе промышленного 6-осевого робота смотрят на несколько параметров:

• Грузоподъёмность (payload) — какую массу инструмента и детали робот несёт на кисти.
• Досягаемость (reach) — радиус рабочей зоны, до какой точки дотягивается рука.
• Повторяемость (точность позиционирования) — насколько точно робот возвращается в заданную точку; ключевой параметр для сварки, резки, сборки.
• Рабочая зона — форма и объём пространства, доступного инструменту.
• Скорость — как быстро робот отрабатывает траекторию.

Эти параметры и определяют, под какую задачу подходит конкретная модель: лёгкий и быстрый робот — для манипуляций и сборки, грузоподъёмный с большим вылетом — для паллетирования и работы с крупными деталями.

Где применяют 6-осевые роботы

Универсальность делает шарнирный робот пригодным почти для любой операции автоматизации:

• Сварка — ведение горелки по сложным пространственным швам;
• Резка — лазерная и плазменная обработка объёмных деталей;
• Обслуживание станков с ЧПУ — загрузка и выгрузка заготовок;
• Паллетирование — укладка тары и продукции;
• Фрезеровка и финишная обработка — снятие материала по трёхмерной траектории;
• Сборка и манипуляции — перенос и совмещение деталей.

6-осевые роботы GROBOTP

Шестиосевые манипуляторы — основа большинства решений автоматизации. Компания GROBOTP с 2020 года поставляет и внедряет промышленные роботы на предприятиях России, Беларуси, Казахстана, Киргизии и Армении.

6-осевой промышленный робот-манипулятор GROBOTP: шесть осей дают инструменту полную свободу перемещения

В основе линейки — роботы-манипуляторы GROBOTP с разной грузоподъёмностью и досягаемостью. На их базе строятся специализированные решения: сварочные роботы, роботы для лазерной сварки и резки, роботы для обслуживания станков и паллетирования. Базовое обучение операторов занимает 3–5 дней, углублённое программирование — до двух недель.

Коротко о главном

• 6-осевой (шарнирный) робот — манипулятор с шестью вращательными осями, работающий как человеческая рука.
• Первые три оси задают положение инструмента, оси 4–6 (кисть) — его ориентацию.
• Шесть степеней свободы позволяют вывести инструмент в любую точку зоны под любым углом.
• Ключевые характеристики выбора — грузоподъёмность, досягаемость, повторяемость, рабочая зона и скорость.
• 6-осевые роботы-манипуляторы GROBOTP — основа для сварки, резки, паллетирования и обслуживания станков.