Tutte le parti di un robot svolgono un ruolo nelle sue operazioni e determinano il tipo di compiti per cui può essere utilizzato. Pertanto, avere una conoscenza approfondita di tali parti sarebbe il primo passo verso la scelta giusta robot industriale per le tue esigenze Sebbene ci siano molte parti da considerare, forse sarebbe utile iniziare con una di quelle chiave; un manipolatore robotico.
Cos'è la manipolazione robotica?
A robot è una macchina programmata per eseguire automaticamente compiti specifici in modo prevedibile. Per fare ciò, deve maneggiare oggetti e spostarli o urtarli attraverso azioni come la saldatura o la perforazione. È questa manipolazione o le procedure eseguite sugli oggetti che vengono definite manipolazione robotica. Questa definizione ci fornisce quindi il contesto per definire i manipolatori robotici.
Un manipolatore robotico è una struttura simile a un braccio unita al corpo di un robot e viene utilizzata per eseguire compiti. Un robot senza manipolatore sarebbe l’equivalente di una persona che esegue un compito con le mani legate dietro la schiena, semplicemente non è fattibile. È infatti per questo motivo che i manipolatori robotici sono conosciuti anche come bracci robotici.
In cosa sono costituiti i robot manipolatori?
Fonte: Kawasaki
I manipolatori robotici sono costituiti da una serie di giunti e collegamenti fusi nella loro struttura interna. Dall'esterno, il braccio del manipolatore robotico sembra solo essere montato sul robot. Tuttavia, la serie di giunti e collegamenti si spinge più in profondità nel corpo del robot per legarli. Ciò garantisce che il robot e il manipolatore lavorino insieme in movimenti fluidi coordinati.
I collegamenti sono componenti rigidi che uniscono diverse parti di un robot. Sebbene la loro rigidità fornisca una struttura solida, renderebbe difficile il movimento delle parti del robot durante le attività. Di conseguenza, ai collegamenti vengono aggiunti giunti per facilitare la flessibilità. I giunti sono componenti mobili che scorrono l'uno contro l'altro per facilitare movimento lineare, rotatorio o rivoluzionario di parti di robot. Sono costruiti e funzionano allo stesso modo di un gomito o di un ginocchio umano.
Manipolatori robot in diversi robot
Fonte: www.brainkart.com
Il tipo e il numero di giunti di cui dispone un robot manipolatore ne determinano i gradi di libertà, la forma del suo spazio di lavoro e il modo in cui può essere applicato. Questo a sua volta determina come viene classificato un robot. A titolo illustrativo, esaminiamo diversi tipi di robot e le strutture dei loro manipolatori robotici.
Robot cartesiano: i suoi manipolatori sono collegati tramite 3 giunti prismatici che sono perpendicolari tra loro e forniscono solo movimenti di scorrimento lineari. Di conseguenza, un robot cartesiano è classificato come un robot a 3 assi e ha un inviluppo di lavoro geometrico.
Robot polare: il braccio e il corpo di un robot polare sono uniti tramite un giunto rotante. Questo tipo di giunto consente movimenti circolari che consentono al braccio del robot polare di muoversi entro 3 assi in un sistema di geometria polare.
Robot cilindrico: un braccio robotico cilindrico funziona utilizzando un giunto rotante alla base e un giunto lineare che gli consente di muoversi lungo l'asse verticale. La configurazione di questi giunti consente al manipolatore di allungarsi e ritrarsi, ma il suo inviluppo di lavoro è ancora piuttosto limitato a una piccola forma cilindrica.
Robot SCARA – i giunti di un robot SCARA sono rotanti e ne facilitano i movimenti lungo gli assi XY pur rimanendo rigidi sull'asse Z. Dato che i giunti sono su un piano orizzontale, i robot SCARA hanno ampi spazi di lavoro a forma semicircolare.
Robot articolato– un robot articolato ha i manipolatori più flessibili tra tutti gli altri robot. Il braccio manipolatore robotico è collegato al corpo del robot tramite un giunto rotante mentre il gomito e le altre parti del braccio sono collegate tramite giunti rotanti. I giunti rotanti consentono al braccio di rollare, beccheggiare e imbardare, creando così un robot a 6 assi.
Applicazioni dei manipolatori robotici
La flessibilità di vari manipolatori robotici può essere sfruttata per automatizzare i processi in diversi settori. Esempi di tale applicazione includono:
Chirurgia robotica: in questa applicazione, un manipolatore robotico articolato è dotato di strumenti chirurgici come end-effector. È controllato da remoto da un chirurgo per eseguire manovre chirurgiche.
Scegli e posiziona – si tratta di un'applicazione industriale comune in cui i robot manipolatori vengono impiegati per attività ripetitive di prelievo e posizionamento, come l'imballaggio delle merci.
PCB Assembly – in questo caso, un manipolatore robotico sostituisce le mani di un lavoratore umano per assemblare microparti su una scheda PCB con elevata precisione e velocità.
Conclusione
Si può affermare con certezza che il significato del manipolatore robotico nella robotica va oltre la semplice funzione. Va oltre definendo la struttura e come può essere applicato un robot. Manipolatori di qualità da una reputazione produttore di bracci robotici sarebbe quindi un degno investimento per chiunque si avventuri nella robotica.