Robot 6 trục là gì? Cấu tạo, ứng dụng và cách chọn

Robot 6 trục là một trong những cấu hình robot công nghiệp phổ biến nhờ khả năng thay đổi đồng thời vị trí và hướng của đầu công tác. Sáu trục chuyển động giúp robot thực hiện các quỹ đạo phức tạp, tiếp cận chi tiết từ nhiều góc và đáp ứng nhiều công việc như hàn, lắp ráp, bốc xếp, sơn hay mài đánh bóng.

Cùng theo dõi bài viết sau của Weldcom để biết khi nào nên đầu tư robot và làm sao để chọn được một thiết bị đúng nhu cầu sử dụng nhé!

1. Robot 6 trục là gì?

Robot 6 trục là robot công nghiệp có sáu trục chuyển động được điều khiển phối hợp để thay đổi vị trí và tư thế của đầu công tác. So với robot có ít trục hơn, cấu hình 6 trục cho phép robot tiếp cận chi tiết từ nhiều hướng và thực hiện các quỹ đạo chuyển động phức tạp hơn.

Các robot 6 trục công nghiệp thường có dạng cánh tay nhiều khớp. Khi sáu trục phối hợp, đầu công tác có thể di chuyển đến vị trí yêu cầu đồng thời thay đổi góc nghiêng, hướng xoay và tư thế để thực hiện công việc.

Đầu công tác có thể được thay đổi tùy ứng dụng, chẳng hạn súng hàn, tay gắp, đầu hút, súng phun hoặc dụng cụ mài. Vì vậy, cùng một cấu trúc robot 6 trục có thể được tích hợp cho nhiều công đoạn sản xuất khác nhau.

Với những robot 6 trục QJAR do Weldcom cung cấp được phát triển với nhiều mức tải từ 3 kg đến 210 kg, phục vụ từ các tác vụ xử lý linh kiện nhẹ đến những ứng dụng công nghiệp có tải trọng lớn.

2. Sáu trục của robot gồm những trục nào?

Sáu trục của robot đảm nhiệm các chuyển động khác nhau từ phần đế, cánh tay đến cổ tay và đầu công tác.

Với robot 6 trục dạng khớp nối thông dụng, chức năng các trục có thể hiểu như sau:

Sáu trục không hoạt động độc lập theo sáu thao tác rời rạc. Trong quá trình robot di chuyển, bộ điều khiển tính toán và phối hợp nhiều trục cùng lúc để đầu công tác đạt đúng vị trí và tư thế đã lập trình.

Ví dụ, model QJAR QJR6-3 có phạm vi chuyển động:

Model này cũng có tốc độ tối đa từng trục lần lượt từ 172°/s ở J1, J2 đến 573°/s ở J6. Các giá trị cho thấy mỗi trục có phạm vi và tốc độ riêng, không phải cả sáu trục đều chuyển động giống nhau.

Xem thêm: Cấu tạo robot công nghiệp.

3. Robot 6 trục hoạt động như thế nào?

Robot 6 trục hoạt động bằng cách bộ điều khiển xử lý chương trình và điều khiển các trục phối hợp theo quỹ đạo đã thiết lập. Tùy ứng dụng, hệ thống còn có thể kết nối với đầu công tác, cảm biến, nguồn hàn, bộ gá xoay, ray trượt hoặc các thiết bị ngoại vi khác.

Quy trình hoạt động có thể hiểu theo các bước cơ bản:

1. Người vận hành thiết lập chương trình và các vị trí làm việc.
2. Bộ điều khiển xử lý dữ liệu chuyển động.
3. Các trục J1 đến J6 phối hợp để đưa đầu công tác đến vị trí yêu cầu.
4. Đầu công tác thực hiện nhiệm vụ như hàn, gắp, phun hoặc mài.
5. Robot tiếp tục thực hiện chu kỳ theo chương trình đã cài đặt.

Bộ điều khiển Qianjiang sử dụng kiến trúc X86 và bus EtherCAT, hỗ trợ nhiều quy trình như hàn hồ quang, palletizing và theo dõi băng tải. Hệ thống cũng có thể kết nối nhiều thiết bị để phục vụ một dây chuyền tự động hóa hoàn chỉnh.

Tham khảo: Hướng dẫn vận hành robot hàn

4. Ưu điểm của robot 6 trục

Khả năng tiếp cận linh hoạt

• Sáu trục cho phép đầu công tác thay đổi cả vị trí và hướng. Robot có thể tiếp cận mặt bên, mặt trên hoặc những vị trí yêu cầu thay đổi góc làm việc liên tục.
• Đây là lợi thế quan trọng đối với hàn, sơn, mài và lắp ráp, nơi tư thế của dụng cụ có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình công nghệ.

Thực hiện được quỹ đạo phức tạp

• Robot 6 trục có thể phối hợp nhiều khớp để đi theo đường thẳng, đường cong và các quỹ đạo ba chiều. 
• Trong ứng dụng hàn, khả năng này cho phép robot xử lý từ đường hàn đơn giản đến những đường hàn có hình dạng phức tạp hơn.

Có nhiều lựa chọn tải trọng và tầm với

• Robot 6 trục không chỉ dành cho linh kiện nhẹ. Riêng danh mục QJAR có các mức tải 3 kg, 4 kg, 6 kg, 10 kg, 20 kg, 50 kg và 210 kg.
• Tầm với cũng thay đổi đáng kể. QJR6S-1 có sải tay 750,6 mm, trong khi QJR210-1 đạt 2.688 mm. Vì vậy, việc lựa chọn robot cần dựa trên vùng làm việc thực tế thay vì chỉ dựa vào số trục.

Khả năng lặp lại vị trí cao

• Robot công nghiệp được thiết kế để lặp lại các chuyển động theo chương trình với độ ổn định cao. Tuy nhiên, độ lặp lại không giống nhau giữa mọi robot 6 trục.
• Ví dụ, QJR6S-1 có độ lặp lại ±0,03 mm, QJR6-3 và QJR10-2 đạt ±0,05 mm, QJR50-1 là ±0,07 mm, trong khi QJR210-1 có mức ±0,2 mm. Các giá trị cụ thể cần được đối chiếu theo từng model.

5. Ứng dụng của robot 6 trục hiện nay

Robot 6 trục được sử dụng trong nhiều công đoạn cần khả năng tiếp cận linh hoạt và kiểm soát tư thế đầu công tác. Các ứng dụng phổ biến gồm hàn, bốc xếp, phân loại, lắp ráp, mài đánh bóng, phun sơn và một số công việc palletizing có yêu cầu chuyển động phức tạp.

5.1. Robot hàn 6 trục 

Hàn là một trong những ứng dụng tiêu biểu của robot 6 trục. Cấu trúc nhiều khớp cho phép súng hàn duy trì vị trí và góc làm việc khi di chuyển theo đường hàn thẳng, đường cong hoặc quỹ đạo phức tạp.

Robot hàn được sử dụng trong các ngành như:

• ô tô và phụ tùng ô tô;
• xe máy;
• đóng tàu;
• toa xe;
• nồi hơi;
• máy móc hạng nặng;
• kết cấu và gia công kim loại.

QJAR có các model chuyên cho hàn hồ quang như QJRH4-1A và QJR6-1400H.

Xem thêm: Giải pháp hàn robot

5.2. Robot bốc xếp và xử lý sản phẩm

Robot 6 trục có thể kết hợp tay gắp hoặc cơ cấu hút để di chuyển sản phẩm giữa các vị trí sản xuất.

Khả năng thay đổi tư thế giúp robot phù hợp với các công việc cần:

• gắp sản phẩm;
• cấp và lấy phôi;
• xếp dỡ;
• chuyển chi tiết giữa các công đoạn;
• xử lý sản phẩm theo nhiều hướng khác nhau.

Các lĩnh vực được QJAR đề cập gồm thực phẩm, đồ uống, 3C, điện tử, thiết bị gia dụng, ô tô và nhiều ngành sản xuất khác.

5.3. Robot phân loại và lắp ráp 6 trục

Đối với các dây chuyền cần đưa linh kiện đến nhiều vị trí hoặc thay đổi tư thế chi tiết, robot 6 trục có thể thực hiện đồng thời thao tác gắp, xoay và đặt.

Một số model tải nhẹ như QJR6S-1 được định hướng cho lắp ráp linh kiện, phân loại, xử lý và xếp dỡ sản phẩm.

5.4. Robot 6 trục mài và đánh bóng

Robot có thể mang dụng cụ mài hoặc giữ phôi để thực hiện quá trình xử lý bề mặt tự động.

Ứng dụng mài, đánh bóng được sử dụng cho:

• chi tiết kim loại;
• thiết bị gia dụng;
• linh kiện ô tô;
• xe máy;
• đồ nấu nướng.

Việc phối hợp nhiều trục giúp robot thay đổi góc tiếp xúc của dụng cụ theo hình dạng bề mặt.

5.5. Robot sơn và phun phủ 6 trục

Robot 6 trục phù hợp với các công việc phun cần duy trì khoảng cách và góc phun theo hình dạng sản phẩm.

Hệ thống có thể kết hợp thị giác, laser hoặc cảm biến để hỗ trợ nhận dạng và điều khiển quá trình phun. QJAR phát triển các dòng robot chuyên cho ứng dụng sơn, trong đó có các model có cấu hình bảo vệ phù hợp với môi trường đặc thù.

5.6. Robot Palletizing 6 trục

Robot 6 trục có thể thực hiện palletizing khi công việc cần thay đổi tư thế sản phẩm hoặc tiếp cận nhiều vị trí phức tạp.

Tuy nhiên, với palletizing đơn giản theo chu kỳ lặp lại, robot 4 trục chuyên dụng có thể là lựa chọn phù hợp hơn. Vì vậy, số trục nên được lựa chọn theo yêu cầu chuyển động chứ không nên mặc định 6 trục luôn tốt hơn.

6. Robot 6 trục khác robot 4 trục như thế nào?

Với robot 6 trục Weldcom cung cấp có các mức tải từ 3 kg đến 210 kg, còn nhóm 4 trục có các cấu hình tải lớn đến 800 kg. Đây là ví dụ cho thấy nhiều trục hơn không đồng nghĩa tải trọng lớn hơn hoặc phù hợp hơn trong mọi ứng dụng.

Robot 4 trục có thể là lựa chọn tối ưu cho một hệ thống palletizing tải lớn nhưng chuyển động tương đối đơn giản. Ngược lại, robot 6 trục thường cần thiết khi đầu công tác phải thay đổi hướng liên tục hoặc tiếp cận chi tiết theo nhiều góc.

7. Khi nào nên sử dụng robot 6 trục?

Doanh nghiệp nên cân nhắc robot 6 trục khi:

• Cần hàn theo đường cong hoặc nhiều tư thế.
• Súng sơn phải thay đổi góc theo bề mặt sản phẩm.
• Robot phải đưa dụng cụ vào khu vực có vật cản.
• Chi tiết cần được xoay và thay đổi hướng khi lắp ráp.
• Công việc mài hoặc đánh bóng yêu cầu duy trì góc tiếp xúc.
• Một robot cần thực hiện nhiều thao tác khác nhau.
• Cần tích hợp thêm bộ gá xoay, ray trượt hoặc thiết bị ngoại vi.

Ngược lại, không nhất thiết phải chọn robot 6 trục nếu công việc chủ yếu là gắp sản phẩm từ một vị trí và đặt sang vị trí khác theo quỹ đạo đơn giản.

Việc lựa chọn đúng cấu hình giúp tránh đầu tư dư thừa nhưng vẫn đảm bảo khả năng mở rộng hệ thống trong tương lai.

8. Những thông số cần quan tâm khi chọn robot 6 trục

Khi chọn robot 6 trục, các thông số quan trọng nhất gồm tải trọng, tầm với, độ lặp lại, phạm vi chuyển động, tốc độ, cấp bảo vệ và điều kiện lắp đặt. Các thông số cần được xem xét đồng thời vì một robot đủ tải nhưng thiếu tầm với hoặc không đạt tư thế yêu cầu vẫn có thể không phù hợp.

8.1. Tải trọng của robot

Tải trọng robot phải đáp ứng tổng tải mà cổ tay robot cần mang, không chỉ riêng sản phẩm.

Khi tính toán cần xem xét:

• Khối lượng sản phẩm
• Tay gắp hoặc đầu công tác
• Súng hàn
• Cáp và phụ kiện gắn trên cổ tay
• Các thiết bị bổ sung khác

Không nên chọn robot có tải trọng danh nghĩa bằng đúng tải thực tế mà chưa đánh giá đầy đủ hệ thống đầu công tác.

8.2. Tầm với của robot

Tầm với cho biết khoảng cách tối đa robot có thể vươn tới.

Ví dụ:

• QJR6S-1: 750,6 mm
• QJR6-1400H: 1.456 mm
• QJR6-3: 2.001 mm
• QJR50-1: 2.012,4 mm
• QJR210-1: 2.688 mm

Tuy nhiên, tầm với tối đa không đồng nghĩa mọi điểm bên trong vùng đó đều có thể đạt được với mọi tư thế. Giới hạn từng trục và góc của đầu công tác cũng cần được tính đến khi thiết kế cell robot.

8.3. Độ lặp lại

Độ lặp lại thể hiện khả năng robot quay trở lại cùng một vị trí sau nhiều chu kỳ.

Đây là thông số quan trọng đối với:

• Hàn
• Lắp ráp
• Gắp đặt
• Gia công
• Các công đoạn yêu cầu vị trí ổn định.

Không nên đồng nhất độ lặp lại với độ chính xác tuyệt đối. Khi so sánh robot, cần sử dụng đúng thông số được nhà sản xuất công bố cho từng model.

8.4. Phạm vi và tốc độ chuyển động từng trục

Mỗi trục J1 đến J6 có giới hạn góc và tốc độ riêng.

Hai robot có cùng tầm với nhưng phạm vi J2, J3 hoặc J5 khác nhau có thể tiếp cận chi tiết theo những tư thế khác nhau. Vì vậy, khi ứng dụng có vật cản hoặc yêu cầu góc làm việc đặc biệt, cần kiểm tra vùng làm việc thực tế thay vì chỉ nhìn sải tay tối đa.

8.5. Cấp bảo vệ và môi trường làm việc

Robot làm việc trong môi trường bụi, ẩm, phun sơn hoặc điều kiện đặc thù cần cấp bảo vệ phù hợp.

Ngay trong danh mục QJAR, cấp bảo vệ giữa các model có thể khác nhau:

• QJR6S-1: IP67
• QJRH4-1A: IP54
• QJR6-3: IP30
• QJR10-2: IP67
• QJR10-2000: IP65.

Do đó không nên mặc định tất cả robot cùng thương hiệu có khả năng làm việc trong cùng môi trường.

8.6. Đầu công tác và thiết bị ngoại vi

Robot chỉ là một phần của hệ thống tự động hóa. Doanh nghiệp còn cần xác định:

• Súng hàn
• Tay gắp
• Đầu hút
• Dụng cụ mài
• Súng phun
• Bộ gá xoay
• Ray trượt
• Cảm biến
• Hệ thống thị giác.

Khả năng tích hợp các thiết bị này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả của toàn bộ cell robot.

9. Một số robot 6 trục QJAR trong danh mục Weldcom

QJAR phát triển nhiều robot 6 trục với tải trọng, tầm với và cấu hình khác nhau nhằm đáp ứng từng nhóm ứng dụng. Thay vì lựa chọn theo một model cố định, doanh nghiệp nên xác định trước tải cần mang, vùng làm việc, độ lặp lại và công đoạn sản xuất rồi mới chọn robot phù hợp.

QJAR là thương hiệu robot của Zhejiang Qianjiang Robot, doanh nghiệp được thành lập vào tháng 7/2013 và tập trung phát triển robot công nghiệp cùng các thiết bị lõi. Danh mục sản phẩm bao gồm robot 4 trục, 6 trục, Delta và các dòng robot chuyên dụng.

Một số model robot 6 trục tiêu biểu:

Qua bảng sản phẩm trên có thể thấy robot 6 trục có phạm vi cấu hình rất rộng. Một model 6 kg cho hàn không thể được lựa chọn theo cùng tiêu chí với robot 210 kg dành cho các công việc tải nặng.

Khi xây dựng hệ thống, Weldcom có thể tư vấn lựa chọn robot dựa trên chi tiết sản phẩm, tải trọng, tầm với, chu kỳ làm việc và yêu cầu tích hợp thực tế.

10. Câu hỏi thường gặp về robot 6 trục

10.1. Robot 6 trục có nghĩa là gì?

Robot 6 trục có sáu trục chuyển động J1 đến J6. Các trục phối hợp để thay đổi vị trí và tư thế của đầu công tác, giúp robot thực hiện được nhiều chuyển động phức tạp hơn so với robot có ít trục.

10.2. Robot 6 trục có tốt hơn robot 4 trục không?

Không phải trong mọi trường hợp. Robot 6 trục linh hoạt hơn về chuyển động, nhưng robot 4 trục có thể phù hợp hơn với palletizing hoặc các công việc có quỹ đạo đơn giản. Việc lựa chọn phụ thuộc yêu cầu ứng dụng chứ không chỉ dựa vào số trục.

10.3. Robot 6 trục có thể bổ sung thêm trục không?

Có thể bổ sung trục ngoài cho hệ thống, ví dụ bộ gá xoay hoặc ray trượt. Khi đó cánh tay robot vẫn là robot 6 trục, còn toàn bộ hệ thống có thêm các trục phối hợp để mở rộng phạm vi hoặc khả năng xử lý.

Một điểm cần phân biệt là robot 6 trục không có nghĩa toàn bộ hệ thống chỉ được phép có 6 trục. Robot vẫn có sáu trục chính trên cánh tay, nhưng hệ thống có thể bổ sung các trục ngoài như bộ gá xoay hoặc ray trượt để mở rộng phạm vi và khả năng phối hợp chuyển động.

10.4. Có thể lập trình robot 6 trục ngoại tuyến không?

Robot có thể được hỗ trợ bởi phần mềm lập trình ngoại tuyến tùy hệ thống. Giải pháp của QJAR cho phép nhập mô hình, thiết lập hệ tọa độ, mô phỏng chuyển động, tạo và chỉnh sửa đường đi, đồng thời phát hiện nguy cơ va chạm trước khi chương trình được đưa vào vận hành thực tế.

Doanh nghiệp nếu có nhu cầu đầu tư robot có thể liên hệ Weldcom để được tư vấn lựa chọn model, cấu hình đầu công tác và phương án tích hợp phù hợp robot 6 trục với dây chuyền sản xuất.

Công ty Cổ phần Công Nghiệp Weldcom

• Địa chỉ: 285 Ngô Gia Tự, Phường Việt Hưng, Hà Nội
• Hotline: 1900 9410
• Website: weldcom.vn
• Email: sales@weldcom.vn