Všechny části robota hrají roli v jeho operacích a určují druh úkolů, pro které může být použit. Hluboké pochopení takových částí by proto bylo prvním krokem k výběru toho správného průmyslový robot pro vaše potřeby. I když je třeba zvážit mnoho částí, možná by bylo prospěšné začít jednou z klíčových; robotický manipulátor.
Co je robotická manipulace?
A robot je stroj, který je naprogramován tak, aby automaticky předvídatelně prováděl určité úkoly. K tomu musí manipulovat s předměty a buď s nimi pohybovat, nebo na ně narážet prostřednictvím činností, jako je svařování nebo vrtání. Právě tato manipulace nebo postupy prováděné na předmětech se označují jako robotická manipulace. Tato definice nám tedy poskytuje kontext pro definování robotických manipulátorů.
Robotický manipulátor je struktura podobná paži připojená k tělu robota a používá se k provádění úkolů. Robot bez manipulátoru by byl ekvivalentem člověka vykonávajícího úkol se svázanýma rukama za zády, prostě není životaschopný. Ve skutečnosti z tohoto důvodu jsou robotické manipulátory také známé jako robotická ramena.
Z čeho se skládají robotické manipulátory?
Zdroj: Kawasaki
Robotické manipulátory se skládají z řady kloubů a článků spojených v jejich vnitřní struktuře. Z vnějšku se rameno robotického manipulátoru zdá být namontované na robotu. Série kloubů a článků však jdou dále do těla robota, aby je spojily. To zajišťuje, že robot a manipulátor spolupracují v koordinovaných pohybech tekutin.
Spoje jsou pevné součásti, které spojují různé části robota. Zatímco jejich tuhost poskytuje pevnou strukturu, znesnadňuje pohyb částí robota během úkolů. V důsledku toho jsou ke spojům přidány spoje pro usnadnění flexibility. Klouby jsou pohyblivé součásti, které se vzájemně posouvají a usnadňují lineární, rotační nebo revoluční pohyb dílů robota. Jsou stavěné a fungují stejně jako lidský loket nebo koleno.
Robotické manipulátory v různých robotech
Zdroj: www.brainkart.com
Typy a počet kloubů, které má robotický manipulátor, určují jeho stupně volnosti, tvar jeho pracovní obálky a způsob jeho použití. To zase určuje, jak je robot kategorizován. Pro ilustraci se podívejme na různé typy robotů a struktury jejich robotických manipulátorů.
Kartézský robot – jeho manipulátory jsou spojeny pomocí 3 prizmatických kloubů, které jsou na sebe kolmé a zajišťují pouze lineární posuvné pohyby. V důsledku toho je kartézský robot klasifikován jako 3osý robot a má geometrickou pracovní obálku.
Polární robot – paže a tělo polárního robota jsou spojeny pomocí otočného kloubu. Tento typ kloubu umožňuje kruhové pohyby, které umožňují, aby se rameno polárního robota pohybovalo ve 3 osách v systému polární geometrie.
Válcový robot – válcové rameno robota funguje pomocí otočného kloubu na základně a lineárního kloubu, který mu umožňuje pohyb podél svislé osy. Nastavení těchto spojů umožňuje manipulátoru prodlužovat a zatahovat, ale jeho pracovní obálka je stále spíše omezena na malý válcový tvar.
Robot SCARA – klouby v robotu SCARA jsou rotační a usnadňují jeho pohyby v osách XY, přičemž zůstávají tuhé v ose Z. Vzhledem k tomu, že spoje jsou vodorovné, mají roboty SCARA široké pracovní obálky v půlkruhovém tvaru.
Kloubový robot– kloubový robot má mezi všemi ostatními roboty nejflexibilnější manipulátory. Rameno robotického manipulátoru je spojeno s tělem robota otočným kloubem, zatímco loket a další části ramene jsou spojeny pomocí otočných kloubů. Otočné klouby umožňují, aby se rameno naklánělo, naklánělo a vychylovalo, čímž se vytváří 6osý robot.
Aplikace robotických manipulátorů
Flexibilitu různých robotických manipulátorů lze využít k automatizaci procesů v různých průmyslových odvětvích. Příklady takové aplikace zahrnují:
Robotická chirurgie – v této aplikaci je kloubový robotický manipulátor vybaven chirurgickými nástroji jako koncovými efektory. Je řízen na dálku chirurgem k provádění chirurgických manévrů.
Vybrat a umístit – jedná se o běžnou průmyslovou aplikaci, kde se robotické manipulátory používají pro opakované úkoly vychystávání a umísťování, jako je balení zboží.
Montáž desek plošných spojů – v tomto případě robotický manipulátor nahrazuje ruce lidského pracovníka při sestavování mikročástí na desce PCB s vysokou přesností a rychlostí.
Závěr
Dá se s jistotou říci, že význam robotického manipulátoru v robotice jde dále než jen k funkci. Jde dále k definování struktury a způsobu použití robota. Kvalitní manipulátory od renomovaných výrobců výrobce robotických ramen by proto byla hodná investice pro každého, kdo se pouští do robotiky.