Pramoninis robotas yra daug{0}}sujungtas manipuliatorius arba kelių-laipsnių--laisvės mašinų įrenginys, sukurtas pramoninėms reikmėms. Jis gali automatiškai atlikti užduotis, pasikliaudamas savo galia ir valdymo galimybėmis, kad pasiektų įvairias funkcijas. Jai gali vadovauti žmonės arba veikti pagal iš anksto-užprogramuotas sekas. Šiuolaikiniai pramoniniai robotai taip pat gali veikti pagal principus, nustatytus naudojant dirbtinio intelekto technologijas.
Pramoninis robotas susideda iš trijų pagrindinių dalių: korpuso, pavaros sistemos ir valdymo sistemos. Korpusą, įskaitant pagrindą ir pavaras, sudaro ranka, riešas ir plaštaka; kai kurie robotai turi ir judėjimo mechanizmą. Dauguma pramoninių robotų turi 3–6 laisvės laipsnius, o riešas paprastai turi 1–3 laisvės laipsnius. Pavaros sistemą sudaro jėgos agregatas ir transmisijos mechanizmas, naudojami tam, kad pavaros galėtų atlikti atitinkamus judesius. Valdymo sistema pagal įvesties programą duoda komandinius signalus pavaros sistemai ir pavaroms bei atlieka valdymą.
Pramoniniai robotai skirstomi į keturis tipus pagal jų rankų judėjimą:
1. Dekarto koordinačių rankos: juda pagal tris Dekarto koordinates;
2. Cilindrinės koordinatės: atlikti kėlimo, sukimo ir ištiesimo/attraukimo judesius;
3. Sferinės koordinačių svirties: pasukti, nukreipti ir ištiesti / atitraukti;
4. Šarnyrinės rankos: turi daug besisukančių jungčių.
Šiandien išskaidykime šiuos keturis pramoninių robotų tipus ir pažiūrėkime, su kuriuo iš jų esate labiausiai susipažinę.
Kelių-ašių robotai
Kelių-ašių robotai, taip pat žinomi kaip vienos-ašies manipuliatoriai, pramoninės robotų rankos, elektriniai cilindrai ir kt., yra robotų sistemos, sukurtos remiantis XYZ Dekarto koordinačių sistema, kaip pagrindiniu matematiniu modeliu. Jie naudoja servovariklius arba žingsninius variklius kaip varomus vienos-ašies manipuliatorius kaip pagrindinius darbinius mazgus, o rutulinius varžtus, sinchroninius diržus ir krumpliaračius kaip įprastus perdavimo būdus. Jie gali pasiekti bet kurį XYZ trijų-matmenų koordinačių sistemos tašką ir sekti kontroliuojamą judėjimo trajektoriją.
Kelių-ašių robotuose naudojama judesio valdymo sistema, skirta pavarai ir programuojamam valdymui. Linijinės ir lenktos judėjimo trajektorijos generuojamos naudojant kelių taškų interpoliaciją, o operacija ir programavimas pasiekiamas naudojant vadovaujamą mokymo programavimą arba koordinačių padėties nustatymą.
SCARA robotas
SCARA robotas yra specialus pramoninis robotas su cilindrinėmis koordinatėmis. Jame yra trys sukamosios jungtys su lygiagrečiomis ašimis padėties nustatymui ir orientavimui plokštumoje. Likusi jungtis yra slankioji jungtis, naudojama galinio efektoriaus judėjimui statmenai plokštumai. Riešo atskaitos taškas nustatomas pagal dviejų sukamųjų jungčių kampinius poslinkius φ1 ir φ2 ir slenkančios jungties poslinkį z, ty p=f(φ1, φ2, z), kaip parodyta paveikslėlyje. Šie robotai yra lengvi ir turi greitą reakcijos laiką; pavyzdžiui, robotas Adept 1 SCARA gali pasiekti iki 10 m/s greitį, kelis kartus greičiau nei įprasti šarnyriniai robotai. Jis geriausiai tinka plokštuminiam nustatymui ir vertikaliam surinkimui.
Vaizdas
XY koordinatės (priekyje, gale, kairėje, dešinėje)
Vaizdas
Z koordinatės (aukštyn, žemyn)
Koordinačių robotas
Vaizdas
Koordinačių robotas yra universalus{0}}manipuliatorius, galintis automatiškai valdyti, perprogramuoti veikimą, kelis laisvės laipsnius ir erdvinius Dekarto ryšius. Jo veikimas visų pirma apima linijinį judėjimą išilgai X, Y ir Z ašių. Koordinatės robotai naudoja judesio valdymo sistemą važiavimo ir programavimo valdymui. Tiesinės ir lenktos trajektorijos generuojamos naudojant kelių taškų interpoliaciją, o operacija ir programavimas pasiekiamas naudojant vadovaujamą mokymo programavimą arba koordinačių padėties nustatymą.
Kaip pigų{0}}paprastą-struktūrizuotą automatizuotą robotų sistemos sprendimą, koordinatinius robotus galima pritaikyti įprastose pramoninės gamybos srityse, tokiose kaip dozavimas, formavimas lašeliniu būdu, purškimas, dėjimas į padėklus, rūšiavimas, pakavimas, suvirinimas, metalo apdirbimas, tvarkymas, pakrovimas ir iškrovimas, surinkimas ir spausdinimas. Jie siūlo didelę taikymo vertę pakeičiant rankų darbą, gerinant gamybos efektyvumą ir stabilizuojant produkto kokybę.
Serijiniai ir lygiagretieji robotai
Serijinio roboto serijinė struktūra yra atvira kinematinė grandinė; judančios jo grandys nesudaro uždaros struktūrinės grandinės. Serijiniai robotai siūlo didelę darbo erdvę ir yra lengviau judinami, išvengiant sukabinimo tarp varomųjų ašių. Tačiau kiekviena ašis turi būti valdoma atskirai, todėl norint pagerinti judesio tikslumą, reikalingi kodavimo įrenginiai ir jutikliai.
(Vaizdas)
Kita vertus, lygiagretūs robotai papildo tradicinius pramoninius serijinius robotus, sudarydami uždarą kinematinę grandinę. Lygiagretūs robotai yra mažiau linkę į dinamines klaidas, pasižymi dideliu tikslumu ir klaidų nesikaupia. Be to, jų kompaktiška ir stabili konstrukcija, kai dauguma išėjimo ašių turi ašinę jėgą, užtikrina didelį tvirtumą ir apkrovą{2}}. Tačiau lygiagrečių robotų atveju sprendimas į priekį yra sunkesnis nei atvirkštinis sprendimas.
Vaizdas
2-DOF lygiagretus robotas
Vaizdas
3-DOF lygiagretus robotas
DDoS lygiagrečiai mechanizmai yra įvairūs ir sudėtingi, paprastai skirstomi į šias kategorijas:
1. Plokštuminiai 3-DOF lygiagretūs mechanizmai, tokie kaip 3-RRR mechanizmas, kuris turi dvi transliacines ir vieną sukimosi ašis;
2. Sferiniai 3-DOF lygiagretūs mechanizmai, tokie kaip 3-UPS-1-S sferinis mechanizmas. Šio tipo kinematika yra paprasta tiek priekinėje, tiek atvirkštinėje kinematikoje, todėl tai yra plačiai naudojamas 3D mobilusis erdvinis mechanizmas;
3. Erdviniai 3-DOF lygiagrečiai mechanizmai, tokie kaip Delta lygiagretus robotas. Šie mechanizmai yra neįvertinti, o ryškiausia jų savybė yra ta, kad jų judėjimas skiriasi skirtinguose darbo vietos taškuose.
4. Kitai kategorijai priklauso erdviniai mechanizmai su papildomomis pagalbinėmis jungtimis ir kinematinėse poromis.
Vaizdai
4-DOF lygiagretus robotas
Vaizdai
6-DOF lygiagretus robotas
6-DOF lygiagretūs mechanizmai yra pagrindinė lygiagrečių robotų mechanizmų kategorija ir yra labiausiai tyrinėtų lygiagrečių mechanizmų tiek šalies, tiek tarptautiniu mastu mokslininkų. Jie plačiai naudojami skrydžio treniruokliuose, 6D jėgos ir sukimo momento jutikliuose ir lygiagrečiose staklėse. Tačiau daugelis pagrindinių šių mechanizmų technologijų nebuvo iki galo išspręstos, pavyzdžiui, jų priekinė kinematika, dinaminių modelių kūrimas ir lygiagrečių staklių tikslumo kalibravimas.
