Teollisuusrobotti on moni-nivelmanipulaattori tai usean-asteen-vapauden -konelaite, joka on suunniteltu teollisuussovelluksiin. Se voi suorittaa tehtäviä automaattisesti luottaen omaan tehoonsa ja ohjauskykyinsä eri toimintojen saavuttamiseksi. Ihmiset voivat käskeä sitä tai toimia ennalta-ohjelmoitujen sekvenssien mukaan. Nykyaikaiset teollisuusrobotit voivat toimia myös tekoälyteknologialla vahvistettujen periaatteiden mukaan.
Teollisuusrobotti koostuu kolmesta perusosasta: rungosta, käyttöjärjestelmästä ja ohjausjärjestelmästä. Runko, mukaan lukien alusta ja toimilaitteet, käsittää käsivarren, ranteen ja käden; joissakin roboteissa on myös liikkumismekanismi. Useimmissa teollisuusroboteissa on 3–6 vapausastetta, ranteessa tyypillisesti 1–3 vapausastetta. Käyttöjärjestelmä sisältää voimayksikön ja voimansiirtomekanismin, joiden avulla toimilaitteet voivat tuottaa vastaavia liikkeitä. Ohjausjärjestelmä antaa komentosignaaleja käyttöjärjestelmälle ja toimilaitteille syöttöohjelman mukaisesti ja suorittaa ohjauksen.
Teollisuusrobotit luokitellaan neljään tyyppiin käsivarsien liikkeiden perusteella:
1. Suorakulmaiset koordinaatit: siirry kolmea suorakulmaista koordinaattia pitkin;
2. Sylinterimäiset koordinaattivarret: suorita nosto-, kierto- ja ojennus-/sisäänvetoliikkeet;
3. Pallomaiset koordinaattivarret: pyöritä, nosta ja ojenna/vedä sisään;
4. Nivelvarret: niissä on useita pyöriviä niveliä.
Tänään puretaan nämä neljä teollisuusrobottityyppiä ja katsotaan, mikä niistä on sinulle tutuin.
Moniakseliset robotit-
Moniakseliset robotit, jotka tunnetaan myös nimellä yksi-akselimanipulaattorit, teollisuusrobottikäsivarret, sähkösylinterit jne., ovat robottijärjestelmiä, jotka on rakennettu suorakulmaiseen XYZ-koordinaattijärjestelmään matemaattisena perusmallinaan. He käyttävät servo- tai askelmoottoreita ohjattuina yksi-akselimanipulaattoreinaan perustyöyksikköinä ja kuularuuveja, synkronisia hihnoja sekä hammastanko- ja hammaspyörävaihteita yleisinä voimansiirtomenetelminä. Ne voivat saavuttaa minkä tahansa pisteen kolmiulotteisessa XYZ-koordinaattijärjestelmässä{6}} ja seurata ohjattavaa liikerataa.
Moniakselirobotit käyttävät liikkeenohjausjärjestelmää ja ohjelmoitavaa ohjausta. Lineaariset ja kaarevat liikeradat luodaan käyttämällä monipisteinterpolaatiota, ja toiminta ja ohjelmointi saavutetaan ohjatun opetusohjelmoinnin tai koordinaattien paikannuksella.
SCARA robotti
SCARA-robotti on erityinen teollisuusrobotti, jolla on sylinterimäiset koordinaatit. Siinä on kolme pyörivää niveltä yhdensuuntaisilla akseleilla asemointia ja suuntaamista varten tasossa. Jäljelle jäävä liitos on käännettävä liitos, jota käytetään pääteefektorin liikkeelle kohtisuorassa tasoon nähden. Ranteen vertailupisteen määräävät kahden pyörivän nivelen kulmasiirtymät φ1 ja φ2 sekä siirtyvän nivelen siirtymä z, eli p=f(φ1, φ2, z), kuten kuvassa näkyy. Nämä robotit ovat kevyitä ja niillä on nopea vasteaika; Esimerkiksi Adept 1 SCARA -robotti voi saavuttaa jopa 10 m/s nopeuden, joka on useita kertoja nopeampi kuin tyypilliset nivelrobotit. Se soveltuu parhaiten tasoasemointiin ja pystysuoraan kokoonpanoon.
Kuva
XY-koordinaatit (etu, taka, vasen, oikea)
Kuva
Z-koordinaatit (ylös, alas)
Koordinaattirobotti
Kuva
Koordinaattirobotti on monikäyttöinen{0}}manipulaattori, joka pystyy ohjaamaan automaattisesti, ohjaamaan uudelleen, ohjaamaan uudelleen, ohjaamaan useita vapausasteita ja hallitsemaan suorakulmaisia spatiaalisia suhteita. Sen toiminta käsittää ensisijaisesti lineaarisen liikkeen X-, Y- ja Z-akseleita pitkin. Koordinaattirobotit käyttävät liikkeenohjausjärjestelmää ajon ja ohjelmoinnin ohjaamiseen. Lineaariset ja kaarevat liikeradat luodaan monipisteinterpoloinnilla, ja toiminta ja ohjelmointi saavutetaan ohjatun opetusohjelmoinnin tai koordinaattien paikannuksella.
Edullisena-yksinkertaisena-strukturoituna automatisoituna robottijärjestelmäratkaisuna koordinaattirobotteja voidaan soveltaa yleisiin teollisiin tuotantoaloihin, kuten jakeluun, tiputusmuovaukseen, ruiskutukseen, lavaukseen, lajitteluun, pakkaamiseen, hitsaukseen, metallin käsittelyyn, käsittelyyn, lastaamiseen ja purkamiseen, kokoonpanoon ja painamiseen. Ne tarjoavat merkittävää sovellusarvoa käsityön korvaamisessa, tuotannon tehokkuuden parantamisessa ja tuotteiden laadun vakauttamisessa.
Sarja- ja rinnakkaisrobotit
Sarjarobotin sarjarakenne on avoin kinemaattinen ketju; sen liikkuvat lenkit eivät muodosta suljettua rakenneketjua. Sarjarobotit tarjoavat suuren työtilan, ja niitä on helpompi siirtää, jolloin vältetään vetoakselien väliset kytkentävaikutukset. Jokaista akselia on kuitenkin ohjattava itsenäisesti, mikä edellyttää enkoodeja ja antureita liikkeen tarkkuuden parantamiseksi.
(Kuva)
Rinnakkaisrobotit sen sijaan täydentävät sovelluksessa perinteisiä teollisia sarjarobotteja muodostaen suljetun kinemaattisen ketjun. Rinnakkaisrobotit ovat vähemmän alttiita dynaamisille virheille, ja niillä on suuri tarkkuus ilman virheiden kertymistä. Lisäksi niiden kompakti ja vakaa rakenne, jossa useimmat ulostuloakselit kantavat aksiaalista voimaa, johtavat suureen jäykkyyteen ja kuormituksen-kantokykyyn. Rinnakkaisrobottien osalta eteenpäin ratkaisu on kuitenkin vaikeampaa kuin käänteinen ratkaisu.
Kuva
2-DOF rinnakkaisrobotti
Kuva
3-DOF rinnakkaisrobotti
DDoS-rinnakkaismekanismit ovat erilaisia ja monimutkaisia, ja ne jakautuvat yleensä seuraaviin luokkiin:
1. Tasomaiset 3-DOF-rinnakkaismekanismit, kuten 3-RRR-mekanismi, jossa on kaksi translaatio- ja yksi pyörimisakselia;
2. Pallomaiset 3-DOF-rinnakkaismekanismit, kuten pallomainen 3-UPS-1-S-mekanismi. Tämän tyyppinen kinematiikka on yksinkertaista sekä myötä- että käänteiskinematiikassa, mikä tekee siitä laajasti käytetyn 3D-mobiilitilamekanismin;
3. Spatiaaliset 3-DOF-rinnakkaismekanismit, kuten Delta-rinnakkaisrobotti. Nämä mekanismit ovat aliarvostettuja, ja niiden näkyvin ominaisuus on, että niiden liike vaihtelee työtilan eri kohdissa.
4. Toinen luokka sisältää spatiaaliset mekanismit, joihin on lisätty apulinkkejä ja kinemaattisia pareja.
Kuvat
4-DOF rinnakkaisrobotti
Kuvat
6-DOF rinnakkaisrobotti
6-DOF-rinnakkaismekanismit ovat suuri luokka rinnakkaisia robottimekanismeja, ja ne ovat tutkijoiden tutkituimpia rinnakkaisia mekanismeja sekä kotimaassa että kansainvälisesti. Niitä käytetään laajalti lentosimulaattoreissa, 6D-voima- ja vääntömomenttiantureissa ja rinnakkaisissa työstökoneissa. Monia näiden mekanismien avaintekniikoita ei kuitenkaan ole täysin ratkaistu, kuten niiden eteenpäin suuntautuva kinematiikka, dynaamisten mallien luominen ja rinnakkaisten työstökoneiden tarkkuuskalibrointi.
