Промышленные манипуляторы или робототехнические манипуляторы - это машины, которые используются для манипулирования или управления материалом без прямого контакта. Первоначально он использовался для манипулирования радиоактивными или биологически опасными объектами, с которыми человеку было трудно обращаться. Но теперь они используются во многих отраслях промышленности для выполнения таких задач, как подъем тяжелых предметов, непрерывная сварка с хорошей точностью и т. Д. Помимо отраслей, они также используются в больницах в качестве хирургических инструментов. И сейчас врачи активно используют в своих операциях роботизированные манипуляторы.
Прежде чем рассказать о различных типах промышленных манипуляторов, я хотел бы рассказать вам о шарнирах.
У сустава есть две ссылки. Первый - это фиксированная регулярная система отсчета. Второй опорный кадр не является фиксированным, и будет двигаться относительно первого опорного кадра в зависимости от общей позиции (или совместной стоимости), который определяет его конфигурацию.
Мы узнаем о двух шарнирах, которые используются при производстве различных типов промышленных манипуляторов.
1. Революционный сустав:
Они имеют одну степень свободы и описывают вращательные движения (1 степень свободы) между объектами. Их конфигурация определяется одним значением, которое представляет величину поворота относительно оси своего первого опорного кадра.
Здесь мы видим поворотное соединение двух объектов. Здесь ведомый может совершать вращательное движение вокруг своей базы.
2. Призматический шарнир:
Призматические соединения имеют одну степень свободы и используются для описания поступательных движений между объектами. Их конфигурация определяется одним значением, которое представляет собой сумму перевода вдоль оси своего первого опорного кадра.
Здесь вы можете увидеть различные призматические соединения в одной системе.
Различные типы промышленных манипуляторов
В отраслях промышленности используются многие типы промышленных манипуляторов в соответствии с их требованиями. Некоторые из них перечислены ниже.
- Робот с декартовой системой координат:
В этом промышленном роботе три основные оси имеют призматические шарниры или движутся линейно друг относительно друга. Декартовы роботы лучше всего подходят для нанесения клея, например, в автомобильной промышленности. Основное преимущество картезианцев состоит в том, что они могут двигаться в нескольких линейных направлениях. А также они умеют выполнять прямую вставку и легко программируются. Недостатки декартова робота заключаются в том, что он занимает слишком много места, так как большая часть пространства в этом роботе не используется.
- Робот СКАРА:
Акроним SCARA расшифровывается как Selective Compliance Assembly Robot Arm или Selective Compliance Articulated Robot Arm. Роботы SCARA имеют движения, похожие на человеческую руку. Эти тренажеры включают в себя плечевой и локтевой суставы, а также ось «запястье» и вертикальное движение. Роботы SCARA имеют 2 поворотных шарнира и 1 призматический шарнир. Роботы SCARA имеют ограниченные движения, но это также его преимущество, поскольку они могут двигаться быстрее, чем другие 6-осевые роботы. Кроме того, он очень жесткий и прочный. Они в основном используются в специализированных приложениях, которые требуют быстрых, повторяемых и четких движений от точки к точке, таких как укладка на поддоны, укладка на поддоны DE, загрузка / разгрузка машин и сборка. Его недостатки в том, что он ограничен в движениях и не очень гибок.
- Цилиндрический робот:
По сути, это робот-манипулятор, который перемещается вокруг шеста цилиндрической формы. Цилиндрическая роботизированная система имеет три оси движения - круговую ось движения и две линейные оси горизонтального и вертикального движения руки. Таким образом, он имеет 1 поворотный шарнир, 1 цилиндрический и 1 призматический шарнир. Сегодня цилиндрические роботы используются реже и заменяются более гибкими и быстрыми роботами, но они занимают очень важное место в истории, поскольку использовались для захвата и удержания задолго до того, как были разработаны шестиосевые роботы. Его преимущество в том, что он может двигаться намного быстрее, чем декартово робот, если две точки имеют одинаковый радиус. Его недостаток состоит в том, что требуется усилие для преобразования из декартовой системы координат в цилиндрическую систему координат.
- Робот PUMA:
PUMA (Программируемая универсальная машина для сборки или программируемая универсальная манипуляторная рука) - наиболее часто используемый промышленный робот в сборочных, сварочных операциях и университетских лабораториях. Он больше похож на человеческую руку, чем на робота SCARA. Он обладает большей гибкостью, чем SCARA, но также снижает его точность. Поэтому они используются для менее точных работ, таких как сборка, сварка и перемещение объектов. Он имеет 3 поворотных сустава, но не все суставы параллельны, второй сустав от основания ортогонален другим суставам. Это делает PUMA совместимым по всем трем осям X, Y и Z. Его недостатком является меньшая точность, поэтому его нельзя использовать в критических и высокоточных приложениях.
- Полярные роботы:
Иногда его называют сферическими роботами. Это стационарные роботы-манипуляторы со сферической или почти сферической рабочей оболочкой, которые можно расположить в полярной системе координат. Они более сложны, чем декартовы роботы и роботы SCARA, но их решение для управления намного проще. Он имеет 2 поворотных шарнира и 1 призматический шарнир для создания почти сферического рабочего пространства. Его основное применение - это погрузочно-разгрузочные работы на производственной линии и роботизированная установка.
С точки зрения дизайна запястья он имеет две конфигурации:
Pitch-Yaw-Roll (XYZ), как человеческая рука, и Roll-Pitch-Roll, как сферическое запястье. Сферическое запястье является наиболее популярным, потому что его проще механически реализовать. Он имеет особые конфигурации, которые можно идентифицировать и, следовательно, избегать при работе с роботом. Торговля между простотой надежных решений и существованием уникальных конфигураций благоприятна для сферического дизайна запястья, и это причина его успеха.