Alle Teile eines Roboters spielen bei seinen Operationen eine Rolle und bestimmen die Art der Aufgaben, für die er eingesetzt werden kann. Daher wäre ein umfassendes Verständnis dieser Teile der erste Schritt zur Auswahl des richtigen Produkts Industrieroboter für Ihre Bedürfnisse. Auch wenn es viele Aspekte zu berücksichtigen gilt, wäre es vielleicht von Vorteil, mit einem der Schlüsselaspekte zu beginnen; ein Robotermanipulator.
Was ist Robotermanipulation?
A Roboter ist eine Maschine, die so programmiert ist, dass sie bestimmte Aufgaben automatisch und vorhersehbar ausführt. Dazu muss es Objekte handhaben und diese entweder bewegen oder durch Aktionen wie Schweißen oder Bohren auf sie einwirken. Es sind diese Handhabungen oder Eingriffe an Objekten, die als Robotermanipulation bezeichnet werden. Diese Definition liefert uns somit den Kontext zur Definition von Robotermanipulatoren.
Ein Robotermanipulator ist eine armähnliche Struktur, die mit dem Körper eines Roboters verbunden ist und zur Ausführung von Aufgaben verwendet wird. Ein Roboter ohne Manipulator wäre das Äquivalent einer Person, die eine Aufgabe mit auf dem Rücken gefesselten Händen ausführt, er ist einfach nicht lebensfähig. Aus diesem Grund werden Robotermanipulatoren auch als Roboterarme bezeichnet.
Woraus bestehen Robotermanipulatoren?
Quelle: Kawasaki
Robotermanipulatoren bestehen aus einer Reihe von Gelenken und Verbindungen, die in ihrer inneren Struktur verschmolzen sind. Von außen betrachtet scheint der Robotermanipulatorarm nur am Roboter montiert zu sein. Die Reihe von Gelenken und Verbindungen reicht jedoch weiter in den Roboterkörper hinein und verbindet sie. Dadurch wird sichergestellt, dass Roboter und Manipulator in koordinierten, fließenden Bewegungen zusammenarbeiten.
Verbindungen sind starre Komponenten, die verschiedene Teile eines Roboters zusammenführen. Ihre Steifigkeit sorgt zwar für eine stabile Struktur, würde es den Roboterteilen jedoch erschweren, sich während der Aufgaben zu bewegen. Daher werden den Gliedern Gelenke hinzugefügt, um die Flexibilität zu erleichtern. Gelenke sind bewegliche Bauteile, die zur Erleichterung gegeneinander gleiten lineare, rotierende oder revolutionäre Bewegung von Roboterteilen. Sie sind genauso aufgebaut und funktionieren wie ein menschlicher Ellenbogen oder ein menschliches Knie.
Robotermanipulatoren in verschiedenen Robotern
Quelle: www.brainkart.com
Die Art und Anzahl der Gelenke eines Robotermanipulators bestimmt seine Freiheitsgrade, die Form seines Arbeitsbereichs und die Art und Weise, wie er eingesetzt werden kann. Dies wiederum bestimmt, wie ein Roboter kategorisiert wird. Lassen Sie uns zur Veranschaulichung verschiedene Robotertypen und die Strukturen ihrer Robotermanipulatoren untersuchen.
Kartesischer Roboter – seine Manipulatoren sind über 3 prismatische Gelenke verbunden, die senkrecht zueinander stehen und nur lineare Gleitbewegungen ermöglichen. Daher wird ein kartesischer Roboter als 3-Achsen-Roboter klassifiziert und verfügt über einen geometrischen Arbeitsbereich.
Polarroboter – Arm und Körper eines Polarroboters sind über ein Drehgelenk miteinander verbunden. Diese Art von Gelenk ermöglicht Kreisbewegungen, die es dem Polarroboterarm ermöglichen, sich in einem polargeometrischen System innerhalb von 3 Achsen zu bewegen.
Zylindrischer Roboter – ein zylindrischer Roboterarm arbeitet mit einem Drehgelenk an der Basis und einem Lineargelenk, das ihm Bewegungen entlang der vertikalen Achse ermöglicht. Die Anordnung dieser Gelenke ermöglicht es dem Manipulator, sich auszudehnen und einzufahren, sein Arbeitsbereich ist jedoch immer noch eher auf eine kleine zylindrische Form beschränkt.
SCARA-Roboter – Die Gelenke eines SCARA-Roboters sind rotierend und erleichtern seine Bewegungen entlang der XY-Achsen, während sie in der Z-Achse starr bleiben. Da es sich bei den Gelenken um eine horizontale Ebene handelt, verfügen SCARA-Roboter über einen breiten Arbeitsbereich in halbkreisförmiger Form.
Gelenkroboter– ein Gelenkroboter hat die flexibelsten Manipulatoren aller Roboter. Der Roboterarm ist über ein Drehgelenk mit dem Roboterkörper verbunden, während der Ellbogen und andere Teile des Arms über Drehgelenke verbunden sind. Die Drehgelenke ermöglichen dem Arm, zu rollen, zu neigen und zu gieren, wodurch ein 6-Achsen-Roboter entsteht.
Anwendungen von Robotermanipulatoren
Die Flexibilität verschiedener Robotermanipulatoren kann genutzt werden, um Prozesse in verschiedenen Branchen zu automatisieren. Beispiele für solche Anwendungen sind:
Roboterchirurgie – bei dieser Anwendung ist ein Gelenkroboter mit chirurgischen Instrumenten als Endeffektoren ausgestattet. Er wird von einem Chirurgen ferngesteuert, um chirurgische Manöver durchzuführen.
Aufsammeln und plazieren – Dies ist eine gängige industrielle Anwendung, bei der Robotermanipulatoren für sich wiederholende Pick-and-Place-Aufgaben, wie beispielsweise das Verpacken von Waren, eingesetzt werden.
Leiterplattenbestückung – in diesem Fall ersetzt ein Robotermanipulator die Hände eines menschlichen Arbeiters, um Mikroteile mit hoher Präzision und Geschwindigkeit auf einer Leiterplatte zu montieren.
Fazit
Man kann mit Sicherheit sagen, dass die Bedeutung des Robotermanipulators in der Robotik über die reine Funktion hinausgeht. Darüber hinaus werden die Struktur und die Einsatzmöglichkeiten eines Roboters definiert. Qualitätsmanipulatoren von einem seriösen Unternehmen Hersteller von Roboterarmen wäre daher eine lohnende Investition für jeden, der sich in die Robotik wagt.