Industrielle manipulatorer eller robotikkmanipulatorer er maskiner som brukes til å manipulere eller kontrollere materiale uten direkte kontakt. Opprinnelig ble den brukt til å manipulere radioaktive eller biofarlige gjenstander som kan være vanskelig for en person å håndtere. Men nå blir de brukt i mange bransjer til å utføre oppgaver som å løfte tunge gjenstander, sveise kontinuerlig med god presisjon etc. Annet enn næringer blir de også brukt på sykehus som kirurgiske instrumenter. Og nå bruker legene i stor utstrekning robotmanipulatorer i sin virksomhet.
Før jeg forteller deg om forskjellige typer industrielle manipulatorer, vil jeg gjerne fortelle deg om ledd.
En ledd har to referanser. Den første er den vanlige referanserammen som er fast. Den andre referanserammen er ikke fast, og vil bevege seg i forhold til den første referanserammen, avhengig av skjøteposisjonen (eller skjøteverdien) som definerer dens konfigurasjon.
Vi vil lære om to skjøter som brukes til å produsere forskjellige typer industrielle manipulatorer.
1. Revolute Joint:
De har en grad av frihet og beskriver rotasjonsbevegelser (1 grad av frihet) mellom objekter. Deres konfigurasjon er definert av en verdi som representerer rotasjonsmengden rundt deres første referanserammes z-akse.
Her kan vi se revolusjonsfuge mellom to objekter. Her kan tilhenger ha rotasjonsbevegelse rundt basen.
2. Prismatisk ledd:
Prismatiske ledd har en grad av frihet og brukes til å beskrive translasjonsbevegelser mellom objekter. Deres konfigurasjon er definert av en verdi som representerer mengden av oversettelse langs deres første referanserammes z-akse.
Her kan du se forskjellige prismatiske ledd i ett system.
Ulike typer industrielle manipulatorer
I bransjer brukes mange typer industrielle manipulatorer i henhold til deres krav. Noen av dem er oppført nedenfor.
- Kartesisk koordinatrobot:
I denne industriroboten har dens 3 hovedakser prismatiske ledd, eller de beveger seg lineært gjennom hverandre. Kartesiske roboter er best egnet for utlevering av lim som i bilindustrien. Den primære fordelen med kartesianere er at de er i stand til å bevege seg i flere lineære retninger. Og de er også i stand til å gjøre rettlinjede innsettinger og er enkle å programmere. Ulempene med kartesisk robot er at det tar for mye plass, da det meste av plassen i denne roboten er ubrukt.
- SCARA Robot:
SCARA-forkortelsen står for Selective Compliance Assembly Robot Arm eller Selective Compliance Articulated Robot Arm. SCARA-roboter har bevegelser som ligner på en menneskelig arm. Disse maskinene består av både en "skulder" og "albueledd" sammen med en "håndledd" akse og vertikal bevegelse. SCARA-roboter har 2 revolverfuger og 1 prismatisk ledd. SCARA-roboter har begrensede bevegelser, men det er også fordelen da de kan bevege seg raskere enn andre 6-aksede roboter. Det er også veldig stivt og holdbart. De brukes for det meste til formålsanvendelse som krever rask, repeterbar og artikulert punkt-til-punkt-bevegelse som palletering, DE-palletering, maskinlasting / lossing og montering. Dens ulemper er at den har begrensede bevegelser, og den er ikke veldig fleksibel.
- Sylindrisk robot:
Det er i utgangspunktet en robotarm som beveger seg rundt en sylinderformet stang. Et sylindrisk robotsystem har tre bevegelsesakser - sirkelbevegelsesaksen og de to lineære aksene i armens horisontale og vertikale bevegelse. Så den har 1 revolverfuge, 1 sylindrisk og 1 prismatisk skjøt. I dag er sylindrisk robot mindre brukt og erstattes av mer fleksible og raske roboter, men den har en veldig viktig plass i historien, siden den ble brukt til å gripe og holde oppgaver mye før seksakse roboter ble utviklet. Fordelen er at den kan bevege seg mye raskere enn den kartesiske roboten hvis to punkter har samme radius. Dens ulempe er at det krever innsats for å transformere fra kartesisk koordinatsystem til sylindrisk koordinatsystem.
- PUMA-robot:
PUMA (Programmable Universal Machine for Assembly, eller Programmable Universal Manipulation Arm) er den mest brukte industriroboten i montering, sveiseoperasjoner og universitetslaboratorier. Det ligner mer på menneskelig arm enn SCARA-robot. Den har stor fleksibilitet mer enn SCARA, men reduserer også presisjonen. Så de brukes i mindre presisjonsarbeid som montering, sveising og gjenstandshåndtering. Den har 3 roterende skjøter, men ikke alle leddene er parallelle, den andre skjøten fra basen er vinkelrett på de andre skjøtene. Dette gjør PUMA kompatibel i alle tre akser X, Y og Z. Dens ulempe er mindre presisjon, slik at den ikke kan brukes i kritiske og høye presisjonsbehov.
- Polar Roboter:
Noen ganger blir det sett på som sfæriske roboter. Dette er stasjonære robotarmer med sfæriske eller nesten sfæriske arbeidskonvolutter som kan plasseres i et polært koordinatsystem. De er mer sofistikerte enn kartesiske og SCARA-roboter, men kontrolløsningen er mye mindre komplisert. Den har 2 revolverfuger og 1 prismatisk skjøt for å lage nær sfærisk arbeidsområde. Dens viktigste bruksområder er å håndtere operasjoner i produksjonslinje og plukke og plassere robot.
I form av håndleddet har den to konfigurasjoner:
Pitch-Yaw-Roll (XYZ) som den menneskelige armen og Roll-Pitch-Roll som sfærisk håndledd. Det sfæriske håndleddet er det mest populære fordi det er mekanisk enklere å implementere. Den viser enestående konfigurasjoner som kan identifiseres og følgelig unngås når du opererer med roboten. Handelen mellom enkelhet av robuste løsninger og eksistensen av enestående konfigurasjoner er gunstig for det sfæriske håndleddet, og det er årsaken til suksessen.