Kõik roboti osad mängivad selle töös rolli ja määravad, milliste ülesannete jaoks seda kasutada saab. Seetõttu oleks selliste osade põhjalik mõistmine esimene samm õige valiku suunas tööstuslik robot teie vajadustele. Kuigi kaaluda on palju osi, oleks ehk kasulik alustada ühest peamisest; robot-manipulaator.
Mis on robotimanipulatsioon?
A robot on masin, mis on programmeeritud automaatselt täitma konkreetseid ülesandeid etteaimatavalt. Selleks peab see objekte käsitlema ja neid kas liigutama või neid toimingutega nagu keevitamine või puurimine mõjutama. Seda objektide käsitlemist või protseduure nimetatakse robotiliseks manipuleerimiseks. See määratlus annab meile konteksti robotmanipulaatorite määratlemiseks.
Robotmanipulaator on kätetaoline struktuur, mis on ühendatud roboti kehaga ja mida kasutatakse ülesannete täitmiseks. Robot ilma manipulaatorita oleks samaväärne inimesega, kes täidab ülesannet selja taha seotud kätega, see lihtsalt ei ole elujõuline. Tegelikult on just sel põhjusel robotmanipulaatoreid tuntud ka kui robotkäed.
Millest koosnevad robotimanipulaatorid?
Allikas: Kawasaki
Robotmanipulaatorid koosnevad mitmest liigenditest ja lülidest, mis on nende sisestruktuuris kokku sulatatud. Väljastpoolt vaadates tundub, et robotmanipulaatori käsi on ainult roboti külge kinnitatud. Liigendite ja lülide seeria läheb aga veelgi roboti korpusesse, et neid siduda. See tagab, et robot ja manipulaator töötavad koos kooskõlastatud vedeliku liikumistega.
Lingid on jäigad komponendid, mis ühendavad roboti erinevaid osi. Kuigi nende jäikus tagab kindla struktuuri, raskendaks see roboti osade liikumist ülesannete ajal. Selle tulemusena lisatakse lülidele liigesed, et hõlbustada paindlikkust. Vuugid on liikuvad komponendid, mis libisevad hõlbustamiseks üksteise vastu lineaarne, pöörlev või pöördeline liikumine roboti osadest. Need on ehitatud ja töötavad samamoodi nagu inimese küünarnukk või põlv.
Robotimanipulaatorid erinevates robotites
Allikas: www.brainkart.com
Robotmanipulaatori liigeste tüübid ja arv määrab selle vabadusastmed, tööümbrise kuju ja selle rakendamise. See omakorda määrab, kuidas robotit liigitatakse. Illustreerimiseks uurime erinevat tüüpi roboteid ja nende robotmanipulaatorite struktuure.
Descartesian Robot – selle manipulaatorid on ühendatud 3 prismaatilise liigendi abil, mis on üksteisega risti ja pakuvad ainult lineaarset libisemist. Selle tulemusena klassifitseeritakse Descartes'i robot 3-teljeliseks robotiks ja sellel on geomeetriline tööümbris.
Polaarrobot – polaarroboti käsi ja keha ühendatakse pöördeliigendi abil. Seda tüüpi liigend võimaldab ringikujulisi liigutusi, mis võimaldavad polaarroboti käel liikuda polaargeomeetria süsteemis kolme telje piires.
Silindriline robot – silindriline robotkäsi kasutab põhjas olevat pöörlevat liigendit ja lineaarset liigendit, mis võimaldab sellel liikuda piki vertikaaltelge. Nende liigendite seadistus võimaldab manipulaatoril pikendada ja tagasi tõmbuda, kuid selle tööpiirkond on siiski üsna piiratud väikese silindrilise kujuga.
SCARA robot – SCARA roboti liigendid on pöörlevad ja hõlbustavad selle liikumist piki XY-telge, jäädes samal ajal Z-teljel jäigaks. Kuna liitekohad on horisontaaltasapinnad, on SCARA robotitel laiad poolringikujulised tööümbrikud.
Liigendatud robot– liigendrobotil on kõigi teiste robotite seas kõige paindlikumad manipulaatorid. Roboti manipulaatori käsi on ühendatud roboti korpusega pöörleva liigendiga, samal ajal kui küünarnukk ja muud käe osad on ühendatud pöördliigenditega. Pöördliigendid võimaldavad käel veereda, kallutada ja kalduda, moodustades seeläbi 6-teljelise roboti.
Robotmanipulaatorite rakendused
Erinevate robotmanipulaatorite paindlikkust saab kasutada erinevate tööstusharude protsesside automatiseerimiseks. Sellise rakenduse näited on järgmised:
Robootikakirurgia – selles rakenduses on liigendatud robotmanipulaator varustatud kirurgiliste instrumentidega. Seda juhib kaugjuhtimisega kirurg, et teostada kirurgilisi manöövreid.
Valige ja asetage – see on levinud tööstuslik rakendus, kus robotmanipulaatoreid kasutatakse korduvateks valimiseks ja paigutamiseks, näiteks kaupade pakkimiseks.
PCB assamblee – antud juhul asendab robotmanipulaator inimtöölise käed, et trükkplaadile suure täpsuse ja kiirusega mikroosi kokku panna.
Järeldus
Võib kindlalt öelda, et robotmanipulaatori tähendus robootikas läheb kaugemale kui ainult funktsioon. See läheb kaugemale, et määratleda struktuur ja kuidas robotit saab rakendada. Hea mainega manipulaatorid robotkäte tootja seepärast oleks see väärt investeering kõigile, kes robootikaga tegelevad.