Všetky časti robota zohrávajú úlohu v jeho operáciách a určujú druh úloh, na ktoré môže byť použitý. Hlboké pochopenie takýchto častí by preto bolo prvým krokom k výberu toho správneho priemyselný robot pre vaše potreby. Hoci existuje veľa častí, ktoré treba zvážiť, možno by bolo prospešné začať jednou z kľúčových; robotický manipulátor.
Čo je to robotická manipulácia?
A robot je stroj, ktorý je naprogramovaný tak, aby automaticky vykonával špecifické úlohy predvídateľne. Na to musí manipulovať s predmetmi a buď ich presúvať, alebo na ne narážať prostredníctvom činností, ako je zváranie alebo vŕtanie. Práve táto manipulácia alebo postupy vykonávané na predmetoch sa označujú ako robotická manipulácia. Táto definícia nám teda dáva kontext na definovanie robotických manipulátorov.
Robotický manipulátor je štruktúra podobná ramenu spojená s telom robota a používa sa na vykonávanie úloh. Robot bez manipulátora by bol ekvivalentom človeka, ktorý vykonáva úlohu so zviazanými rukami za chrbtom, jednoducho nie je životaschopný. V skutočnosti sú robotické manipulátory známe aj ako robotické ramená.
Z čoho pozostávajú robotické manipulátory?
Zdroj: Kawasaki
Robotické manipulátory pozostávajú zo série kĺbov a článkov spojených v ich vnútornej štruktúre. Z vonkajšej strany sa rameno robotického manipulátora iba zdá byť namontované na robote. Séria kĺbov a spojov však ide ďalej do tela robota, aby ich spojila. To zaisťuje, že robot a manipulátor spolupracujú v koordinovaných pohyboch tekutín.
Spojenia sú pevné komponenty, ktoré spájajú rôzne časti robota. Aj keď ich tuhosť poskytuje pevnú štruktúru, sťažuje pohyb častí robota počas úloh. V dôsledku toho sa k článkom pridávajú kĺby, aby sa uľahčila flexibilita. Kĺby sú pohyblivé komponenty, ktoré sa navzájom posúvajú, aby sa uľahčilo lineárny, rotačný alebo revolučný pohyb dielov robota. Sú postavené a fungujú rovnako ako ľudský lakeť alebo koleno.
Robotické manipulátory v rôznych robotoch
Zdroj: www.brainkart.com
Typy a počet kĺbov, ktoré má robotický manipulátor, určujú jeho stupne voľnosti, tvar jeho pracovnej obálky a spôsob jeho použitia. To zase určuje, ako je robot kategorizovaný. Pre ilustráciu preskúmame rôzne typy robotov a štruktúry ich robotických manipulátorov.
Kartézsky robot – jeho manipulátory sú spojené pomocou 3 prizmatických kĺbov, ktoré sú na seba kolmé a zabezpečujú len lineárne posuvné pohyby. Výsledkom je, že karteziánsky robot je klasifikovaný ako 3-osový robot a má geometrickú pracovnú obálku.
Polárny robot – rameno a telo polárneho robota sú spojené pomocou otočného kĺbu. Tento typ spoja umožňuje kruhové pohyby, ktoré umožňujú polárnemu ramenu robota pohybovať sa v rámci 3 osí v systéme polárnej geometrie.
Cylindrický robot – valcové rameno robota funguje pomocou otočného kĺbu na základni a lineárneho kĺbu, ktorý mu umožňuje pohybovať sa pozdĺž vertikálnej osi. Nastavenie týchto spojov umožňuje manipulátoru predlžovať a zasúvať, ale jeho pracovná obálka je stále dosť obmedzená na malý valcový tvar.
Robot SCARA – kĺby v robote SCARA sú rotačné a uľahčujú jeho pohyb pozdĺž osí XY, pričom zostávajú pevné v osi Z. Vzhľadom na to, že spoje sú v horizontálnej rovine, roboty SCARA majú široké pracovné obálky v polkruhovom tvare.
Kĺbový robot– kĺbový robot má spomedzi všetkých ostatných robotov najflexibilnejšie manipulátory. Rameno robotického manipulátora je spojené s telom robota otočným kĺbom, zatiaľ čo lakeť a ostatné časti ramena sú spojené pomocou otočných kĺbov. Otočné kĺby umožňujú ramenu otáčať sa, nakláňať sa a natáčať, čím sa vytvára 6-osový robot.
Aplikácie robotických manipulátorov
Flexibilitu rôznych robotických manipulátorov možno využiť na automatizáciu procesov v rôznych priemyselných odvetviach. Príklady takejto aplikácie zahŕňajú:
Robotická chirurgia - v tejto aplikácii je kĺbový robotický manipulátor vybavený chirurgickými nástrojmi ako koncovými efektormi. Je ovládaný na diaľku chirurgom na vykonávanie chirurgických manévrov.
Vyberte a umiestnite – ide o bežnú priemyselnú aplikáciu, kde sa robotické manipulátory používajú na opakované úlohy vyberania a umiestňovania, ako je balenie tovaru.
Montáž plošných spojov – v tomto prípade robotický manipulátor nahrádza ruky ľudského pracovníka pri zostavovaní mikročastí na doske PCB s vysokou presnosťou a rýchlosťou.
Záver
Dá sa s istotou povedať, že význam robotického manipulátora v robotike siaha ďalej než len k funkcii. Ide ešte ďalej o definovanie štruktúry a spôsobu použitia robota. Kvalitné manipulátory od renomovaných výrobcov výrobca robotických ramien by preto bola hodná investícia pre každého, kto sa púšťa do robotiky.