Kaynak: www.idtechex.com
İmalat sanayinde robotik kolların kullanımı artıyor ve daha fazla işletme bu işe dahil oluyor robotik kol kullanmanın faydaları. Robotik kolları iş süreçlerinize dahil etmeyi planlıyorsanız o zaman iyi bilgi sahibi olduğunuzdan emin olmanız gerekir. Bir kalite arayın robotik kol üreticisi Kaliteli sonuçlar için birlikte çalışabileceğiniz.
Robotik kolda gövde, bilek ve ayrıca uç efektör bulunur. Uç efektör, farklı ürünleri tutmak veya çeşitli görevleri üstlenmek için kullanılan şeydir. Çoğu durumda, farklı yönlerde hassas bir şekilde hareket etmek için uç efektöre ihtiyacınız olacaktır. Robot tekilliğinin ve bunun robotik kolunuzun performansını nasıl etkilediğinin farkında olduğunuzdan emin olmanız gereken yer burasıdır. Bu makalede robot tekilliğine ve onu akılda tutmanın neden önemli olduğuna derinlemesine bakacağız.
Robot Tekilliği Nedir?
Kaynak: www.technologyreview.com
Robot tekilliği, robotun robot uç efektörü belirli yönlerde hareket engellenir. Bu konfigürasyon, birlikte çalıştığınız robot kolunun verimliliğinin ve hassasiyetinin sınırlanmasına neden olur. Genel olarak, söz konusu olduğunda 6 eksenli robotik kollar3 boyutlu veya Kartezyen düzlemde X, Y ve Z eksenlerine göre hareket ederek çalışırlar. Robotik kolun hareket halindeyken yaşadığı 6 derecelik serbestliğe katkıda bulunan 6 eklemden oluşur.
Bu serbestlik derecesi, robot kolunun farklı yönlerde hareket etmesine ve tasarlandığı görevleri kolayca yerine getirmesine olanak tanır. Herhangi bir şans eseri, robotun son efektörü ürünlere ulaşamazsa veya yanlış yönde hareket ederse, tekillik sorunu burada ortaya çıkar. Bazı tekilliklerin tanımlanması ve çözülmesi oldukça kolaydır ve bu da size geri dönmenizi sağlar. görevler. Ancak diğer yandan bazı robotlar, karmaşık ve uzun formüllerin yardımı olmadığı sürece tanımlanması daha zor olan tekillikleri deneyimleyecektir.
Robot Tekilliğini Ne Etkiler?
Kaynak: www.mecademic.com
Robot tekilliği, özellikle belirli sorunları tanımlarken farklı etkiler ve zorluklar ortaya çıkaracaktır. Bu zorluklar, çalışacağınız robot kolundaki birkaç faktöre bağlı olarak değişir. Robotunuzun yaşadığı tekilliğin karmaşıklığı ve ciddiyeti, eklem sayısına, robot tipine (doğrusal veya döner) ve geometrik düzenlemeye bağlıdır.
An endüstriyel robot kolu kolayca kontrol edilebileceği iki alana sahiptir. Bu genellikle eklem alanı ve kartezyen uzaydır. Robotik kolun çalıştığı farklı alanlarda, iki grup konum modu hareket komutu içereceğini göreceksiniz.
Eklem alanı komutları söz konusu olduğunda robot, istenen eklem alanı setiyle birlikte özel talimatlar alacaktır. Daha sonra her bir eklemi önerilen eklem konumuna doğrusal ve eşzamanlı bir çeviriyle getirmek için hareket edecektir. Kartezyen boşluk komutları ile robota yapılan öneri, belirli bir kartezyen yol ile uç efektör için istenen pozu içerecektir. Kartezyen yol doğrusal veya dairesel olacak şekilde tasarlanmıştır.
Robotun kartezyen eklemle doğru şekilde hizalanması ve komut vermesi için robot kontrolörü, robotun ters konumunu ve hız kinematiğini hesaplar. Bu, tasarlanan görevi gerçekleştirmek için uç efektörün doğru konumlandırılmasını sağlar. Ancak hesaplamalar yanlışsa, uç efektörün doğru şekilde konumlandırılmadığını fark ettiğiniz yerde tekillikler meydana gelir. Bu size tekillik sorunlarının otomasyon süreçlerinizi engellemesini önlemek için kaçınmak istediğiniz konfigürasyonları gösterir.
Robot Tekilliğinin İşlevleri
Kaynak: www.dignited.com
Endüstriyel robotik kolunuzun istenen görevlerde en iyi şekilde çalışabilmesini sağlamak için, verilen robot tekilliklerinden her ne pahasına olursa olsun kaçınılmalıdır. Robot tekilliğinin işlevi hakkında daha fazla bilgi edinmek, bundan neden kaçınmanız gerektiğini daha iyi anlamanızı sağlayacaktır. Robot tekilliği temel olarak iki farklı işlevle ilişkilidir.
Hız Haritalamasında Düşüş
Kaynak: studywolf.wordpress.com
Uç efektörlerini farklı yönlere yönlendirmek için kullanılan iki kartezyen robotu düşünün. İki robot, üç ortogonal doğrusal kılavuz yığını ve üç dönüş aşamasıyla altı eksenli konumlandırma özelliğine sahiptir. Kullanılan robot eksenleri ve eklemleri olması gerektiği yerde tutabildiğinde uç efektörün yönlendirilmesi kolaydır.
Hassasiyeti ve doğruluğu korurken, çalışma alanı içindeki 6D yolu boyunca uç efektörü sürekli olarak kullanabilir. Ancak eksenler ve eklemler çakıştığında tekillik ortaya çıkıyor ve robot artık elindeki 6 serbestlik derecesiyle hareket edemiyor.
Bu robotla, uç efektörünü döner eklemlerle çakışan eksenler etrafında döndüremediğini görüyorsunuz. Bu tür tekilliğe genellikle gimbal kilidi denir. Tekilliklerin çoğunun denklemler yardımıyla çözüldüğü göz önüne alındığında, belirli tekilliklerin hızını belirlemenin zorlaştığını görürsünüz. kartezyen vektörleri. Tekillik ortaya çıktığında, öne çıkan hızlarla ilişkili sayıların yoğunluğunu anlama yeteneğinizi engeller.
Bir robot kolunun hızlarını ölçebilmek, güvenliği sağladığınızdan emin olmak için çok önemlidir. Tekillik problemi ile karşı karşıya kaldığınızda henüz o noktada olmasa da robotik açısından büyük bir risk oluşturduğunu görüyorsunuz. Özellikle büyük ve hızlı endüstriyel robotlarla çalışıyorsanız tehlikeli olabilecek yüksek eklem hızlarına neden olur. Bu nedenle çalıştığınız hızların haritasını çıkarmak çok önemlidir.
Sınırlı Dahili Çalışma Alanı Sınırları
Kaynak: Youtube
Robot tekilliği söz konusu olduğunda, bu yalnızca ters hız kinematiğini etkilemez, aynı zamanda ters konum kinematik denklemlerine de yansır. Endüstriyel robotlarla çalışırken, bunların farklı eklem konumları için denklemler ve çözümler sunduğunu göreceksiniz. Öne çıkan farklı çözümler, farklı konfigürasyon türleriyle yakından bağlantılıdır.
Örneğin robotunuz, eklem konumlarından uç efektör konumuna kadar 8 benzersiz çözüme sahipse, aynı zamanda 8 farklı konfigürasyon tipine de sahip olacaktır. Bir konfigürasyon türünü değiştirmek için tekillikten geçmeniz gerekir. Tekillikler, kartezyen çalışma alanında yer alan 6 boyutlu varlıklar arasında bulunan sınırlardır ve tipik bir 6 eksenli robottur. Bu, elde edebileceğiniz farklı konfigürasyonları ve kullanabileceğiniz çalışma alanı sınırlarını sınırlar. endüstriyel robot.
Dikey Eklemli Bir Robotta Robot Tekillik Türleri
Kaynak: blog.grabcad.com
Çalıştığınız herhangi bir endüstriyel robot kolunda robot tekilliklerinin oluşabileceği göz önüne alındığında, farklı türlerinin olduğunu bilmek önemlidir. Robot kolu nasıl farklı parçalardan oluşuyorsa, tekillikler de bu farklı parçaları etkileyerek çeşitli sorunlara yol açacaktır.
Burada endüstriyel robotik kollarda yer alan farklı eklem eksenlerini akılda tutmak önemlidir. Paralel olan 2 ve 3 ile, 1 ve 4'e dik olan 2 ve 3 ile, 5 ve 4'nın eksen eklemlerine normal olan 6. eklemin ekseni ile çalışacaksınız. farklı eksenler ve eklemler sayesinde tekillik türlerini keşfetmek için daha iyi bir yerdesiniz. Bir yapıdaki en belirgin tekillik türleri dikey olarak mafsallı robot kolu dikkate alınması gerekenler şunları içerir:
Bilek Tekilliği
Kaynak: sites.google.com
Dikey olarak mafsallı robot kolları söz konusu olduğunda satır içi bilekler, en yaygın sorun olarak bilek tekilliğine sahip olma eğilimindedirler. Bu tür tekillik, 4 ve 6 numaralı eklemlerin eksenleri birbiriyle çakıştığında ortaya çıkar. Bu durumda bilek, uç efektörünü eklem 5 ekseni yönünde hareket ettiremez. Uygulamada, doğru çalışan bir endüstriyel robot kolunu düşünün.
Tekillik boyunca bir çizgi takip edebilmesi için 4 ve 6 numaralı eklemlerin aynı anda olması ve 90 derece dönmesi gerekiyor. İşlemin doğru olduğundan emin olmak için bu, zıt yönlerde yapılacaktır. Bu, bilek tekilliğini geçmenin mümkün olduğunu gösteriyor. Ancak tekilliğe ulaştığınızda, iki eklem dönerken uç efektör hareketsiz kalır. Uç efektörün tekilliği geçmesi için önce durması gerekir. Uygulamada olsaydı, endüstriyel kolun çalışırken doğruluğunu engellerdi. Sorunu düzeltmek için kolayca uygulanabilecek bilek tekilliği için tonlarca çözüm vardır.
Dirsek Tekilliği
Kaynak: www.electronicsteacher.com
Dikey olarak çalışırken karşılaşabileceğiniz ikinci tür tekillik mafsallı robot kolları aynı hizada bileklere sahip olmak dirsek tekilliğidir. Esas olarak bilek merkezi, 2 ve 3 numaralı eklemlerin eksenlerinden geçen düzlemde yer aldığında ortaya çıkar. Bilek merkezi, 4, 5 ve 6 numaralı eklemlerin eksenlerinin kesiştiği noktayı belirtmek için kullanılır. Dirsek tekilliğinde kolun tamamen gerildiğini ve ayrıca tamamen katlanamadığı bazı durumların da bulunabileceğini göreceksiniz. Bu tür tekillik çoğunlukla eklem 3'ün ekseni ve konumu tarafından belirlenir. Dirsek tekilliği aynı zamanda robotik kolunuzla karşılaşabileceğiniz performans sorunlarını çözmenize yardımcı olabilecek birkaç çözüm içerir. Bu tür tekillik oldukça sık görülür ve kolayca tahmin edilebilir ve aynı zamanda önlenebilir.
Omuz Tekilliği
Kaynak: blenderartists.org
Karşılaşabileceğiniz son tekillik, robot bileğinin merkezinin 1. ve 2. eklemlerin eksenlerinden geçen çizgi üzerinde yer almasıyla oluşan omuz tekilliğidir. Bu tekillik, herhangi bir şeye bağlı olmadığı için diğerleri arasında en karmaşık olanıdır. tek bir ortak pozisyon. Omuz tekilliği ile 2 nolu eklem ekseni yönündeki harekete sınırlama getirilmektedir.
Uygulamada, robotun omuz tekilliği boyunca bir çizgiyi takip edebilmesi için, 1. ve 4. eklemlerin aynı anda 90 derecelik bir açıyla dönmesi gerekir. Bu dönüş, bilek tekilliğinde olduğu gibi zıt yönlerde yapılırken, uç efektör sabit kalır. Bilek tekilliğinde olduğu gibi omuz tekilliğinde de hareket mümkündür ancak uç efektörün bunu mümkün kılmak için durması gerekecektir. Bu tekillik aynı zamanda robotik kolun en iyi şekilde çalışmaya geri dönmesini sağlamak için uygulanabilecek birkaç çözümü de içeriyor.
Altı Eksenli İşbirlikçi Robotta (Cobot) Tekillik Türleri
Kaynak: www.istockphoto.com
Bu söz konusu olduğunda işbirlikçi robotlar, 2, 3 ve 4 numaralı eklemlerin eksenlerinin paralel olduğunu, 1 numaralı eklemin ekseninin kesiştiğini ve 2 numaralı eklemin eksenlerine normal olduğunu göreceksiniz. Ayrıca, kesişen ve normal olan 5 numaralı eklemin eksenini de bulacaksınız. Eklemli robotlardaki tekillikler gibi bu robotlar da farklı konfigürasyon tiplerine göre farklı çözümler sunuyor. Cobot'larda yer alan tekillik türleri şunları içerir:
Bilek Tekilliği
Bu robotlardaki bilek tekilliği, 4. ve 6. eklemlerin eksenleri paralel hale geldiğinde ortaya çıkar. Bu durumda, uç efektör sabit kalırken 2, 3, 4 ve 5 numaralı eklemlerin eksenlerinin hareket edebildiğini görebilirsiniz.
Dirsek Tekilliği
Bu robotlarda dirsek tekilliği 2, 3 ve 4 numaralı eklemlerin eksenleri aynı düzlemde olduğunda ortaya çıkar. Bu, uç efektörün hareketini büyük ölçüde sınırlandırır ve dolayısıyla robot kolunun performansını etkiler.
Omuz Tekilliği
Omuz tekilliği, 5 ve 6 numaralı eklemlerin eksenlerinin kesişme noktası, 1 ve 2 numaralı eklemlerin eksenlerinden geçen düzlemde yer aldığında ortaya çıkar. Burada, tekilliği gidermek ve çalışan bir endüstriyel robota sahip olmak için uygulanabilecek birkaç çözüm vardır.
Robotikte Tekillikten Nasıl Kaçınılır?
Kaynak: www.ennomotive.com
Robot tekilliğinin üretim süreçleri üzerindeki farklı etkileri nedeniyle, bunlardan kaçınmanın yollarını bulmak çok önemlidir. Farklı robot türlerinin, tekilliklerin, çalıştığınız robotun türüne göre değişiklik gösterdiği göz önüne alındığında, bunlardan nasıl kaçınılacağına dair temel bir anlayışa sahip olmak, süreçlerinizin kolaylıkla yürümesini sağlayacaktır. Genel olarak, tekilliklerden ancak sizin robotik hücreler uygun şekilde tasarlanmışlardır. Bu aynı zamanda uç efektörünüz için kullanmayı seçtiğiniz adaptör plakasında yer alan tasarıma da yansır.
Örneğin, eğer robot kol ve bilek tekilliğine karşılık gelen bir seçme konumunu kötü bir şekilde atarsanız, sorunu çözmek için yapabileceğiniz pek bir şey kalmaz. Bununla yapılacak tek şey, pozun tekil olmayan bir uygulamada kullanılıp kullanılamayacağını kontrol etmektir. Ek olarak, takıma küçük açılar eklenerek tekilliklerden de kaçınılabilir. Bu, robotun bir tekilliğe doğru hareket etme olasılığını azaltmaya yardımcı olmak için uzun bir yol kat ediyor. Bu, esas olarak mekaniği anlayan ve çözümleri kendi avantajlarına göre değiştirebilen teknisyenler tarafından kullanılan bir tekniktir.
Son olarak, programlama yaklaşımını benimseyerek tekilliklerden de kaçınılabilir ve matematiğin işleri halletmenize yardımcı olmasını sağlayabilirsiniz. Burada, tekillikten kaçınmayı mümkün kılmak için eksen sayısının büyük ölçüde azaltıldığını göreceksiniz. Bunun temel nedeni, daha fazla sayıda eksenin, tekilliklerin meydana gelme şansını arttırmasıdır. Unutmayın, tekillikler, eksenler birbiriyle hizalandığında robotik kolların belirli yönlerde hareketini engelleyerek ortaya çıkar. Eksen sayısının azaltılması aynı zamanda hizalanma ve herhangi bir tıkanmaya neden olma olasılığını da azaltır.
Sonuç
Robot tekilliği, robot kollarının ve diğer otomasyon ekipmanlarının farklı endüstriyel uygulamalarında yaşanan büyük bir sorundur. Bu sorunlarla kendi başınıza uğraşmak sıkıcı olabilir, bu yüzden robot tekilliğinden kaçınmaya çalışmalısınız. Ancak bu sorunla karşılaşırsanız bir çözüm bulabilir veya sorunu çözecek bilgili bir teknisyeni işe alabilirsiniz.
Alternatif olarak saygın bir şirketle yakın bir çalışma ilişkisi kurun. otomasyon ekipmanı üreticisi herhangi bir tekillikle karşılaştığınızda size kim yardım edecek? Robotik ekipmanınızın, işletmeniz için kullanımını tamamen özelleştirmenize ve bundan faydalanmanıza yardımcı olmak üzere iyi çalıştığından emin olmak için zaman ayırın.