Промишлени манипулатори или роботизирани манипулатори са машини, които се използват за манипулиране или управление на материал без директен контакт. Първоначално е бил използван за манипулиране на радиоактивен или биологично опасен обект, с който човек може да се справи трудно. Но сега те се използват в много индустрии, за да изпълняват задачи като повдигане на тежки предмети, непрекъснато заваряване с добра прецизност и др. Освен в индустрии те се използват и в болниците като хирургически инструменти. И сега дневните лекари широко използват роботизирани манипулатори в своите операции.
Преди да ви разкажа за различни видове индустриални манипулатори, бих искал да ви разкажа за ставите.
Съединението има две препратки. Първият е редовната референтна рамка, която е фиксирана. Втората референтна рамка не е фиксирана и ще се движи спрямо първата референтна рамка в зависимост от позицията на съединението (или съвместната стойност), която определя нейната конфигурация.
Ще научим за две съединения, които се използват при производството на различни видове индустриални манипулатори.
1. Революция на ставата:
Те имат една степен на свобода и описват ротационни движения (1 степен на свобода) между обектите. Конфигурацията им се дефинира от една стойност, която представлява количеството въртене около оста z на първата референтна рамка.
Тук можем да видим революционна връзка между два обекта. Тук последователят може да има въртеливо движение около основата си.
2. Призматична става:
Призматичните стави имат една степен на свобода и се използват за описване на транслационни движения между обектите. Тяхната конфигурация се дефинира от една стойност, която представлява количеството транслация по оста z на първата им референтна рамка.
Тук можете да видите различни призматични съединения в една система.
Различни видове индустриални манипулатори
В индустриите се използват много видове индустриални манипулатори според техните изисквания. Някои от тях са изброени по-долу.
- Декартов координатен робот:
В този индустриален робот неговите 3 основни оси имат призматични връзки или те се движат линейно един срещу друг. Декартовите роботи са най-подходящи за нанасяне на лепило, както в автомобилната индустрия. Основното предимство на картезианците е, че те могат да се движат в множество линейни посоки. Освен това те са в състояние да правят прави вмъквания и са лесни за програмиране. Недостатъците на декартовия робот са, че отнема твърде много място, тъй като по-голямата част от пространството в този робот е неизползвано.
- Робот SCARA:
Съкращението SCARA е съкращение от Selective Compliance Assembly Robot Arm или Selective Compliance Articulated Robot Arm. Роботите SCARA имат движения, подобни на тези на човешка ръка. Тези машини включват както „раменна“, така и „лакътна“ става, заедно с оста на „китката“ и вертикално движение. Роботите SCARA имат 2 революционни съединения и 1 призматична връзка. Роботите SCARA имат ограничени движения, но това е и неговото предимство, тъй като може да се движи по-бързо от други 6-осни роботи. Освен това е много твърд и издръжлив. Те се използват най-вече за целенасочено приложение, което изисква бързи, повторяеми и съчленени движения от точка до точка като палетизиране, DE палетизиране, машинно товарене / разтоварване и сглобяване. Недостатъците му са, че има ограничени движения и не е много гъвкав.
- Цилиндричен робот:
Това е основно рамо на робот, което се движи около цилиндричен стълб. Цилиндричната роботизирана система има три оси на движение - оста на кръговото движение и двете линейни оси в хоризонталното и вертикалното движение на ръката. Така че има 1 революционен шарнир, 1 цилиндричен и 1 призматичен шарнир. Днес цилиндричните роботи са по-малко използвани и са заменени от по-гъвкави и бързи роботи, но той има много важно място в историята, тъй като е бил използван за граплинг и задържане на задачи много преди да бъдат разработени шестосни роботи. Предимството му е, че той може да се движи много по-бързо от декартовия робот, ако две точки имат еднакъв радиус. Недостатъкът му е, че изисква усилия за трансформиране от декартова координатна система в цилиндрична координатна система.
- Робот PUMA:
PUMA (Програмируема универсална машина за сглобяване или Програмируема универсална манипулационна ръка) е най-често използваният индустриален робот в монтажни, заваръчни операции и университетски лаборатории. Той е по-подобен на човешката ръка, отколкото роботът SCARA. Той има голяма гъвкавост повече от SCARA, но също така намалява неговата точност. Така те се използват в по-малко прецизни работи като сглобяване, заваряване и боравене с предмети. Той има 3 революционни фуги, но не всички фуги са успоредни, втората фуга от основата е ортогонална на останалите фуги. Това прави PUMA съвместим и по трите оси X, Y и Z. Недостатъкът му е по-малко точност, така че не може да се използва в критични и необходими приложения с висока точност.
- Полярни роботи:
Понякога се разглежда като сферични роботи. Това са неподвижни роботни рамена със сферични или почти сферични работни пликове, които могат да бъдат позиционирани в полярна координатна система. Те са по-сложни от декартовите и SCARA роботи, но решението за управление е много по-малко сложно. Той има 2 революционни фуги и 1 призматична фуга за направа в близост до сферично работно пространство. Основните му приложения са в операции по обработка на производствена линия и робот за избор и поставяне.
По отношение на дизайна на китката той има две конфигурации:
Pitch-Yaw-Roll (XYZ) като човешката ръка и Roll-Pitch-Roll като сферична китка. Сферичната китка е най-популярна, тъй като е механично по-лесна за изпълнение. Той показва единични конфигурации, които могат да бъдат идентифицирани и следователно избягвани при работа с робота. Търговията между простотата на здравите решения и съществуването на единични конфигурации е благоприятна за сферичния дизайн на китката и това е причината за нейния успех.