Industrijski manipulatorji ali robotski manipulatorji so stroji, ki se uporabljajo za manipulacijo ali nadzor materiala brez neposrednega stika. Prvotno je bil uporabljen za manipulacijo z radioaktivnimi ali biološko nevarnimi predmeti, s katerimi je oseba težko ravnati. Zdaj pa jih v mnogih panogah uporabljajo za naloge, kot so dvigovanje težkih predmetov, neprekinjeno varjenje z dobro natančnostjo itd. Razen industrij jih v bolnišnicah uporabljajo tudi kot kirurške instrumente. In zdaj zdravniki dneva v svojih operacijah pogosto uporabljajo robotske manipulatorje.
Preden vam povem o različnih vrstah industrijskih manipulatorjev, bi vam rad povedal o sklepih.
Spoj ima dve referenci. Prvi je določen referenčni okvir. Drugi referenčni okvir ni fiksen in se bo premikal glede na prvi referenčni okvir, odvisno od položaja zgloba (ali skupne vrednosti), ki določa njegovo konfiguracijo.
Spoznali bomo dva zgloba, ki se uporabljata pri izdelavi različnih vrst industrijskih manipulatorjev.
1. Revolute Joint:
Imajo eno stopnjo svobode in opisujejo rotacijske gibe (1 stopnja svobode) med predmeti. Njihova konfiguracija je definirana z eno vrednostjo, ki predstavlja količino vrtenja okoli osi z prvega referenčnega okvira.
Tu lahko vidimo revolucionarno združitev dveh predmetov. Tu se lahko zasledovalec vrti okoli svoje osnove.
2. Prizmatični sklep:
Prizmatični sklepi imajo eno stopnjo svobode in se uporabljajo za opisovanje prevajalskih gibov med predmeti. Njihova konfiguracija je definirana z eno vrednostjo, ki predstavlja količino prevajanja vzdolž osi z prvega referenčnega okvira.
Tu lahko vidite različne prizmatične sklepe v enem sistemu.
Različne vrste industrijskih manipulatorjev
V industriji se veliko vrst industrijskih manipulatorjev uporablja v skladu z njihovimi zahtevami. Nekateri med njimi so navedeni spodaj.
- Dekartov koordinatni robot:
V tem industrijskem robotu imajo njegove 3 glavne osi prizmatične sklepe ali pa se premikajo linearno med seboj. Kartezijanski roboti so najbolj primerni za nanašanje lepila, kot v avtomobilski industriji. Glavna prednost kartezijanov je, da se lahko premikajo v več linearnih smereh. Poleg tega znajo vstavljati naravnost in jih je enostavno programirati. Slabosti kartezijanskega robota so, da zavzame preveč prostora, saj je večina prostora v tem robotu neizkoriščena.
- Robot SCARA:
Kratica SCARA je kratica za Selective Compliance Assembly Robot Arm ali Selective Compliance Articulated Robot Arm. Roboti SCARA imajo gibe, podobne gibom človeške roke. Ti stroji vključujejo „ramenski“ in „komolčni“ sklep, os „zapestja“ in navpično gibanje. Roboti SCARA imajo 2 revolucionarna in 1 prizmatični zglob. Roboti SCARA imajo omejeno gibanje, vendar je to tudi njegova prednost, saj se lahko premika hitreje kot drugi 6-osni roboti. Je tudi zelo tog in trpežen. Večinoma se uporabljajo v namenskih aplikacijah, ki zahtevajo hitro, ponovljivo in artikulirano premikanje od točke do točke, kot so paletiranje, DE paletiranje, strojno nakladanje / razkladanje in sestavljanje. Njegove slabosti so, da ima omejene gibe in ni zelo prilagodljiv.
- Cilindrični robot:
V bistvu gre za robotsko roko, ki se premika okoli valjastega pola. Cilindrični robotski sistem ima tri osi gibanja - os krožnega gibanja in dve linearni osi v vodoravnem in navpičnem gibanju roke. Torej ima 1 revolucijski zglob, 1 cilindrični in 1 prizmatični zglob. Danes se cilindrični robot manj uporablja in ga nadomestijo bolj prilagodljivi in hitri roboti, vendar ima v zgodovini zelo pomembno mesto, saj je bil uporabljen za spoprijemanje in zadrževanje nalog veliko preden so bili razviti šestosni roboti. Njegova prednost je v tem, da se lahko premika veliko hitreje kot kartezijanski robot, če imata dve točki enak polmer. Njegova pomanjkljivost je, da zahteva napor, da se iz kartezičnega koordinatnega sistema pretvori v cilindrični koordinatni sistem.
- Robot PUMA:
PUMA (Programmable Universal Machine for Assembly, ali Programmable Universal Manipulation Arm) je najpogosteje uporabljen industrijski robot pri montaži, varjenju in univerzitetnih laboratorijih. Bolj je podoben človeški roki kot robotu SCARA. Ima veliko prilagodljivost več kot SCARA, hkrati pa zmanjšuje natančnost. Tako se uporabljajo pri manj natančnih delih, kot so sestavljanje, varjenje in ravnanje s predmeti. Ima 3 revolucionarne sklepe, vendar niso vsi sklepi vzporedni, drugi spoj od podlage je pravokoten na druge sklepe. Zaradi tega je PUMA združljiva na vseh treh oseh X, Y in Z. Njegova pomanjkljivost je manjša natančnost, zato je ni mogoče uporabiti v kritičnih in visoko natančnih aplikacijah.
- Polarni roboti:
Včasih velja za sferične robote. To so mirujoče robotske roke s sferičnimi ali skoraj sferičnimi delovnimi ovojnicami, ki jih je mogoče namestiti v polarni koordinatni sistem. So bolj dovršeni kot kartezijski in SCARA roboti, vendar je njegova nadzorna rešitev veliko manj zapletena. Ima 2 revolucionarna zgloba in 1 prizmatični zglob za izdelavo blizu sferičnega delovnega prostora. Njegova glavna uporaba je pri manipulaciji v proizvodni liniji in pri izbiri in namestitvi robota.
Glede zasnove zapestja ima dve konfiguraciji:
Pitch-Yaw-Roll (XYZ) kot človeška roka in Roll-Pitch-Roll kot sferično zapestje. Sferično zapestje je najbolj priljubljeno, ker je mehansko enostavnejše za izvedbo. Prikazuje edinstvene konfiguracije, ki jih je mogoče prepoznati in se jim zato izogniti pri delovanju z robotom. Trgovina med preprostostjo robustnih rešitev in obstojem posameznih konfiguracij ugodno vpliva na sferično zasnovo zapestja, kar je razlog za njen uspeh.