Rūpnieciskais robots ir vairāku-savienojumu manipulators vai vairāku-pakāpju--brīvības mašīnu ierīce, kas paredzēta rūpnieciskiem lietojumiem. Tas var automātiski veikt uzdevumus, paļaujoties uz savu jaudu un vadības iespējām, lai sasniegtu dažādas funkcijas. To var vadīt cilvēki vai darboties saskaņā ar iepriekš-ieprogrammētām secībām. Mūsdienu industriālie roboti var darboties arī pēc principiem, kas izveidoti, izmantojot mākslīgā intelekta tehnoloģiju.
Rūpnieciskais robots sastāv no trim pamata daļām: korpusa, piedziņas sistēmas un vadības sistēmas. Korpuss, ieskaitot pamatni un izpildmehānismus, sastāv no rokas, plaukstas locītavas un rokas; dažiem robotiem ir arī pārvietošanās mehānisms. Lielākajai daļai industriālo robotu ir 3–6 brīvības pakāpes, un plaukstas locītavai parasti ir 1–3 brīvības pakāpes. Piedziņas sistēma ietver barošanas bloku un transmisijas mehānismu, ko izmanto, lai ļautu izpildmehānismiem veikt atbilstošas kustības. Vadības sistēma izdod komandu signālus piedziņas sistēmai un izpildmehānismiem atbilstoši ievades programmai un veic vadību.
Rūpnieciskos robotus iedala četros veidos, pamatojoties uz to roku kustību:
1. Dekarta koordinātas: pārvietoties pa trim Dekarta koordinātām;
2. Cilindriskās koordinātu sviras: veic celšanas, rotācijas un pagarināšanas/ievilkšanas kustības;
3. Sfēriskas koordinātu sviras: pagriezt, noliekt un pagarināt/ievilkt;
4. Šarnīrveida rokas: ir vairākas rotācijas locītavas.
Šodien sadalīsim šos četrus industriālo robotu veidus un noskaidrosim, kurš no tiem jums ir vislabāk pazīstams.
Vairāku-asu roboti
Vairāku-asu roboti, kas pazīstami arī kā vienas-ass manipulatori, rūpnieciskās robotu rokas, elektriskie cilindri utt., ir robotu sistēmas, kuru pamatā ir XYZ Dekarta koordinātu sistēma kā matemātiskais pamatmodelis. Viņi izmanto servomotorus vai pakāpju motorus kā darbināmus vienas-ass manipulatorus kā pamata darba vienības, bet lodīšu skrūves, sinhronās siksnas un zobstieņa un zobratu zobratus kā parastās transmisijas metodes. Viņi var sasniegt jebkuru punktu XYZ trīsdimensiju koordinātu sistēmā{6}} un sekot vadāmai kustības trajektorijai.
Vairāku-asu robotos tiek izmantota kustības vadības sistēma piedziņai un programmējama vadība. Lineāras un izliektas kustības trajektorijas tiek ģenerētas, izmantojot daudzpunktu interpolāciju, un darbība un programmēšana tiek panākta, izmantojot vadītu mācību programmēšanu vai koordinātu pozicionēšanu.
SCARA robots
SCARA robots ir īpaša veida industriālais robots ar cilindriskām koordinātām. Tam ir trīs rotējoši savienojumi ar paralēlām asīm pozicionēšanai un orientācijai plaknē. Atlikušais savienojums ir pārvietošanas savienojums, ko izmanto gala efektora kustībai perpendikulāri plaknei. Plaukstas atskaites punktu nosaka divu rotējošo savienojumu leņķiskās nobīdes φ1 un φ2 un pārvietojamās locītavas pārvietojums z, ti, p=f(φ1, φ2, z), kā parādīts attēlā. Šie roboti ir viegli un tiem ir ātrs reakcijas laiks; piemēram, robots Adept 1 SCARA var sasniegt ātrumu līdz 10 m/s, kas ir vairākas reizes ātrāk nekā tipiski locītie roboti. Tas ir vislabāk piemērots plakanai pozicionēšanai un vertikālai montāžai.
Attēls
XY koordinātas (priekšā, aizmugurē, pa kreisi, pa labi)
Attēls
Z koordinātas (uz augšu, uz leju)
Koordinātu robots
Attēls
Koordinātu robots ir daudzfunkcionāls{0}}manipulators ar automātisku vadību, pārprogrammējamu darbību, vairākām brīvības pakāpēm un telpiskām Dekarta attiecībām. Tās darbība galvenokārt ietver lineāru kustību pa X, Y un Z asīm. Koordinātu roboti izmanto kustības vadības sistēmu piedziņas un programmēšanas kontrolei. Lineāras un izliektas trajektorijas tiek ģenerētas, izmantojot daudzpunktu{4}}interpolāciju, un darbība un programmēšana tiek panākta, izmantojot vadītu mācību programmēšanu vai koordinātu pozicionēšanu.
Kā zemu -izmaksu, vienkāršu-strukturētu automatizētu robotu sistēmu risinājumu koordinātu robotus var izmantot tādās izplatītās rūpnieciskās ražošanas jomās kā dozēšana, pilināšana, izsmidzināšana, palešu veidošana, šķirošana, iepakošana, metināšana, metāla apstrāde, apstrāde, iekraušana un izkraušana, montāža un drukāšana. Tie piedāvā ievērojamu pielietojuma vērtību, aizstājot roku darbu, uzlabojot ražošanas efektivitāti un stabilizējot produktu kvalitāti.
Sērijveida un paralēlie roboti
Sērijveida robota seriālā struktūra ir atvērta kinemātiska ķēde; tā kustīgās saites neveido slēgtu strukturālu ķēdi. Sērijveida roboti piedāvā lielu darbvietu un ir vieglāk pārvietojami, izvairoties no savienojuma efektiem starp piedziņas asīm. Tomēr katra ass ir jāvada neatkarīgi, un ir nepieciešami kodētāji un sensori, lai uzlabotu kustības precizitāti.
(Attēls)
Savukārt paralēlie roboti pielietojumā papildina tradicionālos industriālos sērijveida robotus, veidojot slēgtu kinemātisko ķēdi. Paralēli roboti ir mazāk pakļauti dinamiskām kļūdām, uzrāda augstu precizitāti bez kļūdu uzkrāšanās. Turklāt to kompaktā un stabilā struktūra, kurā lielākā daļa izejas asu nes aksiālo spēku, nodrošina augstu stingrību un slodzes{2}}nestspēju. Tomēr paralēlajiem robotiem risināšana uz priekšu ir grūtāka nekā apgrieztā risināšana.
Attēls
2-DOF paralēlais robots
Attēls
3-DOF paralēlais robots
DDoS paralēlie mehānismi ir dažādi un sarežģīti, un tos parasti iedala šādās kategorijās:
1. Planārie 3-DOF paralēlie mehānismi, piemēram, 3-RRR mehānisms, kuram ir divas translācijas un viena rotācijas asis;
2. Sfēriskie 3-DOF paralēlie mehānismi, piemēram, 3-UPS-1-S sfēriskais mehānisms. Šāda veida kinemātika ir vienkārša gan tiešā, gan apgrieztā kinemātikā, padarot to par plaši izmantotu 3D mobilo telpisko mehānismu;
3. Telpiskie 3-DOF paralēlie mehānismi, piemēram, Delta paralēlais robots. Šie mehānismi nav novērtēti, un to visredzamākā īpašība ir tā, ka to kustība dažādos darbvietas punktos atšķiras.
4. Citā kategorijā ietilpst telpiskie mehānismi ar pievienotām palīgsaitēm un kinemātiskajiem pāriem.
Attēli
4-DOF paralēlais robots
Attēli
6-DOF paralēlais robots
6-DOF paralēlie mehānismi ir galvenā paralēlo robotu mehānismu kategorija, un tie ir visvairāk pētītie paralēlie mehānismi gan vietējā, gan starptautiskā mērogā. Tos plaši izmanto lidojumu simulatoros, 6D spēka un griezes momenta sensoros un paralēlos darbgaldos. Tomēr daudzas šo mehānismu galvenās tehnoloģijas nav pilnībā atrisinātas, piemēram, to virzošā kinemātika, dinamisku modeļu izveide un paralēlu darbgaldu precizitātes kalibrēšana.
