Źródło: Pinterest
Każdy przemysłowe ramię robota ma pewne części, które współpracują ze sobą, aby cała konstrukcja była użyteczna. Należą do nich sterowniki, efektory końcowe, napędy, czujniki i manipulatory robotów. Każda z tych części odgrywa wyjątkową rolę, wspierając się nawzajem. Spośród nich wszystkich manipulatory robotyczne mogą równie dobrze być jednym z najważniejszych elementów konstrukcji robotycznej. Przyjrzymy się szczegółowo, czym są manipulatory robotyczne, jaką pełnią rolę, i porównamy je z konwencjonalnymi ramionami robotów, aby zobaczyć, jak sobie radzą.
Co to jest manipulator robota?
Manipulator robotyczny to urządzenie służące do manipulowania materiałami bez bezpośredniego kontaktu fizycznego ze strony osoby obsługującej ich operację. Zostały wynalezione, aby ułatwić robotom radzenie sobie z materiałami radioaktywnymi i stanowiącymi zagrożenie biologiczne, które wymagają od ludzi zachowania dużej odległości w celu uniknięcia narażenia. Jednak z biegiem czasu zasadę tę przeniesiono na nowoczesne ramiona robotyczne, dzięki czemu sterowanie było znacznie łatwiejsze i bardziej elastyczne.
Niektóre z nowoczesnych ról, które zostały wykorzystane, obejmują spawanie, chirurgię robotyczną i stacje kosmiczneSam manipulator ma kształt ramienia i jest wyposażony w segmenty zwane poprzecznymi suwakami, które mogą przesuwać się po sobie, gdy bezpiecznie chwytają przedmioty. Zapewnia im to dodatkową swobodę ruchu, czego brakuje większości zwykłych ramion robotycznych.
W produkcji na dużą skalę manipulator robotyczny jest używany do intensywnych zadań, takich jak podnoszenie ciężkich ładunków, które w przeciwnym razie byłyby zbyt pracochłonne dla ludzkich pracowników. Są również wygodne do układania ładunków w uporządkowany stos, który może mieć wysokość całego magazynu, dzięki wysuwanym romantycznym ramionom. Ich elastyczność czyni je idealnym narzędziem do przeciskania się przez ciasne przestrzenie i jest to jeden z powodów, dla których wiele robotów stosowanych w medycynie wykorzystuje manipulatory robotyczne we wszystkich swoich zadaniach, ponieważ są one bardziej precyzyjne i dokładne przy najmniejszym ryzyko zniszczenia innych narządów ciała.
Rodzaje manipulatorów robotycznych
Istnieją różne typy manipulatorów robotycznych, które są aktywnie wykorzystywane we wszystkich formach produkcji, zwłaszcza w zakładach montażowych. Manipulatory te są dostępne w różnych rozmiarach, ale wszystkie działają na tej samej zasadzie. Godne uwagi są złącza tworzące te manipulatory. Są to części, które czynią ruch bardziej elastycznym i występują w 2 typach, które obejmują:
Staw obrotowy: Są to stawy manipulatorów robotycznych, które mają jeden stopień swobody z ruchami, które można opisać jako obrotowe. Ich konfiguracja składa się z jednej wartości, która reprezentuje liczbę obrotów, gdy są operacyjne.
Staw pryzmatyczny: Są to stawy, które można opisać jako translacyjne, ponieważ jest to ruch, który wykazują podczas przemieszczania się między obiektami. Są reprezentowane przez jeden stopień translacji wzdłuż ich osi, gdy są operacyjne.
Po oczyszczeniu połączeń typowych dla manipulatorów przemysłowych, poniżej przedstawiono niektóre z godnych uwagi robotów typu manipulator, które są wykorzystywane w procesie produkcyjnym z różną wydajnością.
Robot o współrzędnych kartezjańskich
Źródło: Pinterest
To robot przemysłowy, który wykorzystuje pryzmatyczny manipulator stawowy i najlepiej sprawdza się w zadaniach takich jak dozowanie klejów w przemyśle samochodowym. Ten robot ma zdolność poruszania się w kierunkach liniowych, co jest jedną z jego największych zalet, ponieważ jest szybki, dokładny i zapewnia manipulatorom prostą linię działania, co zapewnia, że praca, którą wykonują, jest jednolita od pierwszego do ostatniego produktu. Należą również do najłatwiejszych do zaprogramowania robotów typu manipulatora, ponieważ ich ruchy są bardziej zdefiniowane wzdłuż pojedynczej linii trajektorii. Jedyną wadą jest to, że zajmują zbyt dużo miejsca, ale rzadko wykorzystują większość z niego. Utrudnia im to pracę obok innych robotów typu manipulatora i pracowników ludzkich.
Robot SCARA
Roboty SCARA to jeden z najpopularniejszych robotów przemysłowych, który w swojej konfiguracji wykorzystuje manipulatory robotyczne. Jest to akronim od słowa Robot Arms do montażu selektywnego i charakteryzuje się ruchami bardzo podobnymi do ludzkiej dłoni. W komplecie znajdują się ramię, staw łokciowy i nadgarstek, które mogą wykonywać ruchy pionowe. Oni również wykorzystują pryzmatyczny przegub do swoich elastycznych ruchów i są bardzo szybcy w porównaniu do innych typów manipulatorów ramion robotycznych.
Roboty SCARA są również trwałe i bardzo sztywne; pozwala im to na obsługę najbardziej skomplikowanych typów zadań, które wymagają połączenia dużej szybkości i dokładności. Doskonale nadają się również do zadań powtarzalnych i dlatego właśnie do tego się je wykorzystuje zadania paletyzacji, załadunek maszyny i montaż. Jedyną wadą manipulatorów stosowanych w robotach SCARA jest to, że nie są one elastyczne, a ich ruchy są ograniczone.
Cylindryczny robot
Źródło: www.industrial-electronics.com
To przemysłowy manipulator robotyczny, który porusza się wokół słupa w kształcie cylindra. Ma trzy osie ruchu; okrągły i dwa liniowe, które umożliwiają elastyczny ruch ramienia w poziomie i w pionie. W przeciwieństwie do większości innych ramion robotycznych typu manipulator, robot cylindryczny ma trzy przeguby; złącze obrotowe, złącze pryzmatyczne i złącze cylindryczne. Te roboty są prawie tak szybkie jak Ramiona robota SCARAi z tego powodu są używane w środowiskach o szybkim tempie, takich jak chwytanie i trzymanie, a także w wielu innych trudnych zadaniach. Ma tę przewagę nad robotem kartezjańskim, że może poruszać się szybciej i w większej liczbie kierunków oraz efektywnie wykorzystywać przestrzeń wokół siebie, co jest lepsze niż robot SCARA.
Roboty PUMA
Źródło: grabcad.com
Programowalna uniwersalna maszyna do montażu (PUMA) to jeden z najczęściej używanych robotów przemysłowych, który można znaleźć w operacjach montażowych i spawalniczych, które wymagają praktycznego podejścia. Robot ma konstrukcję podobną do ludzkiego ramienia i łatwo go pomylić z Robot SCARA ponieważ manipulator wygląda prawie tak samo. Jedyną różnicą, która je odróżnia, jest to, że PUMA jest bardziej elastyczna, ale brakuje jej precyzji, jaką można znaleźć w robotach SCARA. Mimo to roboty te są nadal wykorzystywane do szybkich zadań, które wymagają zarówno szybkości, jak i dokładności. Posiada trzy przeguby obrotowe, dzięki czemu PUMA jest zgodna ze wszystkimi trzema osiami. Jedyną wadą tego typu robotów jest to, że brakuje mu precyzji do wykonywania krytycznych zadań, ale nadal jest pomocny w przypadku innych zadań, które nie są tak intensywne.
Roboty polarne
Źródło: blog.technavio.com
Ostatnim rodzajem ramion robotycznych typu manipulatorowego jest robot Polar, zwany także robotem sferycznym; są to maszyny stacjonarne, posiadające ramiona wsparte na kulistych przestrzeniach roboczych. Ich konstrukcja jest bardziej wyrafinowana niż w przypadku większości innych robotów na tej liście; mają parę przegubów obrotowych, które działają obok przegubu pryzmatycznego. Roboty Polar są używane do operacji przenoszenia, takich jak pobieranie i umieszczanie oraz paletyzacja, a także do innych powtarzalnych zadań.
Zastosowania manipulatorów robotycznych
Źródło: Pinterest
Dodanie manipulatora robota do ramienia robota spełnia szereg funkcji. Jak już wspomniano, są elastyczne, szybsze, mogą przecisnąć się przez małe przestrzenie i są bardzo skuteczne w przypadku powtarzalnych zadań wymagających wysokiej precyzji. Poniżej przedstawiono niektóre z zastosowań, do których najlepiej się nadają.
Montaż samochodowy: Ciężkie części używane w produkcji samochodów wymagają ramion robotycznych o znacznej wytrzymałości i dobrej przyczepności, którą są w stanie zapewnić manipulatory. Ich elastyczne ruchy we wszystkich kierunkach znacznie ułatwiają również prace takie jak malowanie natryskowe, ponieważ całą karoserię samochodu można szybko obrócić, aby pokryć wszystkie części.
Procesy chirurgiczne: Chirurgia zautomatyzowana to bardzo delikatna procedura, która wymaga najwyższej precyzji, ponieważ stawką jest życie ludzkie. Roboty medyczne są zwykle małe, ale do bardziej precyzyjnego działania wymagają mniejszych manipulatorów, które są szybkie i potrafią szybko przecisnąć się przez każdą małą szczelinę, nie pogarszając sytuacji.
Manipulatory spawalnicze: Spawanie przemysłowe wytwarza dużo ciepła, które dla pracownika może być trochę za duże w przypadku operacji wykonywanych z bliska. To tutaj znajduje się robot manipulator spawalniczy jest przydatny, ponieważ można nim sterować na odległość bez utraty precyzji, szybkości i wydajności.
Wybierz i umieść: Załadunek i rozładunek ciężkich materiałów jest częścią procesu produkcyjnego, a posiadanie odpowiednich robotów to wszystko, czego potrzebujesz, aby mieć pewność, że łańcuch nie zostanie w żaden sposób przerwany. Manipulatory mają najbardziej elastyczne efektory końcowe i są wspierane przez silne ramiona robotyczne, które są w stanie chwytać ciężkie ładunki i umieszczać je w uporządkowany sposób.
Robot malujący: Malowanie robotyczne to kolejny proces, który zależy od dokładności, aby zapewnić równomierność każdej nałożonej warstwy na całej powierzchni. Jedynym sposobem na prawidłowe wykonanie tego zadania jest użycie robotycznych manipulatorów, które można łatwo kontrolować i programować.
Wniosek
Manipulatory robotyczne coraz częściej znajdują zastosowanie w przemyśle ze względu na swoją niezawodność. Są kolejnym etapem ewolucji robotów przemysłowych, a każdy, kto chce zautomatyzować swoje procesy, musi je zaakceptować lub zostać w tyle. Aby uzyskać więcej informacji na temat ramion robotycznych i manipulatorów, sprawdź naszą stronę internetową w dogodnym dla Ciebie momencie i przejrzyj wszystkie zasoby, z których będziesz mógł skorzystać.