Az ipari manipulátorok vagy robotikai manipulátorok olyan gépek, amelyeket az anyag manipulálására vagy vezérlésére használnak közvetlen érintkezés nélkül. Eredetileg radioaktív vagy biológiai szempontból veszélyes tárgyak manipulálására használták, amelyeket egy személy nehezen kezelhet. De most már számos iparágban olyan feladatokra használják őket, mint a nehéz tárgyak emelése, folyamatos hegesztés, nagy pontossággal stb. És most egy napi orvosok széles körben robotikai manipulátorokat használnak műveleteik során.
Mielőtt különféle típusú ipari manipulátorokról mesélnék, szeretnék mesélni az ízületekről.
Egy közösnek két referenciája van. Az első a rögzített szabályos referenciakeret. A második referenciakeret nincs rögzítve, és az első referenciakerethez képest mozog, annak konfigurációját meghatározó ízület helyzetétől (vagy közös értékétől függően).
Megismerünk két ízületet, amelyeket különféle ipari manipulátorok gyártásához használnak.
1. Forgócsukló:
Egy fokú szabadságuk van, és leírják a tárgyak közötti forgási mozgásokat (1 fokos szabadság). Konfigurációjukat egy olyan érték határozza meg, amely az első referenciakeret z tengelye körüli forgás mértékét képviseli.
Itt két tárgy forgócsuklóját láthatjuk. Itt a követőnek rotációs mozgása lehet az alapja körül.
2. Prizmás ízület:
A prizmás ízületek egy fokú szabadsággal rendelkeznek, és a tárgyak közötti transzlációs mozgások leírására szolgálnak. Konfigurációjukat egy olyan érték határozza meg, amely az első referenciakeret z tengelye mentén lefordítja a fordítást.
Itt láthatja a különböző prizmatikus ízületeket egy rendszerben.
Különböző típusú ipari manipulátorok
Az iparban sokféle ipari manipulátort alkalmaznak igényeik szerint. Néhányat az alábbiakban sorolunk fel.
- Derékszögű koordinátarobot:
Ebben az ipari robotban annak három fő tengelye prizmatikus csatlakozásokkal rendelkezik, vagy egymás mentén lineárisan mozognak. A derékszögű robotok a legalkalmasabbak a ragasztóanyag adagolására, mint az autóiparban. A derékszögűek elsődleges előnye, hogy képesek több lineáris irányban mozogni. És képesek egyenes vonalú beillesztésre is, és könnyen programozhatók. A derékszögű robot hátránya, hogy túl sok helyet foglal el, mivel ebben a robotban a legtöbb hely kihasználatlan.
- SCARA robot:
A SCARA rövidítés a Selective Compliance Assembly Robot Arm vagy Selective Compliance Articulated Robot Arm rövidítése. A SCARA robotok mozgása hasonló az emberi karéhoz. Ezek a gépek tartalmazzák a „váll” és a „könyök” ízületet, valamint a „csukló” tengelyt és a függőleges mozgást. A SCARA robotok 2 forgócsuklóval és 1 prizmatikus csuklóval rendelkeznek. A SCARA robotok mozgása korlátozott, de ez az előnye is, mivel gyorsabban tudnak mozogni, mint a többi 6 tengelyes robot. Nagyon merev és tartós is. Leginkább olyan célra használják, amelyek gyors, megismételhető és artikulált pont-pont mozgásokat igényelnek, mint pl. Raklapozás, DE raklapozás, gépi be- és kirakodás és összeszerelés. Hátránya, hogy korlátozott a mozgása, és nem túl rugalmas.
- Hengeres robot:
Alapvetően robotkar, amely egy henger alakú oszlop körül mozog. A hengeres robotrendszernek három mozgástengelye van - a körmozgástengely és a két lineáris tengely a kar vízszintes és függőleges mozgásában. Tehát 1 forgócsuklóval, 1 hengeres és 1 prizmatikus kötéssel rendelkezik. Ma a hengeres robotokat kevésbé használják, és helyükre rugalmasabb és gyorsabb robotok lépnek, de nagyon fontos helye van a történelemben, mivel jóval azelőtt, hogy hat tengelyes robotot fejlesztettek volna ki, küzdeni és tartani kellett. Előnye, hogy sokkal gyorsabban tud mozogni, mint a derékszögű robot, ha két pontnak azonos a sugara. Hátránya, hogy erőfeszítéseket igényel, hogy a derékszögű koordináta-rendszerből hengeres koordináta-rendszerré alakuljon át.
- PUMA robot:
A PUMA (programozható univerzális gép, vagy programozható univerzális manipulációs kar) a leggyakrabban használt ipari robot az összeszerelés, a hegesztés és az egyetemi laboratóriumok területén. Inkább hasonlít az emberi karra, mint a SCARA robotra. Nagyobb rugalmassággal rendelkezik, mint a SCARA, de csökkenti annak pontosságát is. Tehát kevésbé precíz munkában használják őket, mint az összeszerelés, hegesztés és tárgykezelés. 3 forgócsuklóval rendelkezik, de nem minden ízület párhuzamos, az alaptól a második ízület merőleges a többi ízületre. Ezáltal a PUMA megfelel mindhárom X, Y és Z tengelynek. Hátránya, hogy kevésbé precíz, így nem használható kritikus és nagy pontosságú alkalmazásokban.
- Polar robotok:
Néha gömbös robotoknak tekintik. Ezek helyhez kötött robotkarok, gömb alakú vagy gömbközeli munkaborítókkal, amelyek poláris koordinátarendszerben helyezhetők el. Kifinomultabbak, mint a derékszögű és a SCARA robotok, de vezérlési megoldása sokkal kevésbé bonyolult. 2 gömbcsuklóval és 1 prizmatikus kötéssel rendelkezik a gömb alakú munkaterület közelében. Legfőbb felhasználási területei a gyártósoron történő robotkezelés, valamint a robot fel- és elhelyezése.
A csukló kialakítása szempontjából két konfigurációja van:
Pitch-Yaw-Roll (XYZ), mint az emberi kar, és a Roll-Pitch-Roll, mint a gömb alakú csukló. A gömbcsukló a legnépszerűbb, mert mechanikusan egyszerűbb kivitelezni. Olyan egyedi konfigurációkat mutat be, amelyek azonosíthatók és következésképpen elkerülhetők, ha a robotkal működnek. A robusztus megoldások egyszerűsége és az egyedi konfigurációk megléte közötti kereskedelem kedvez a gömb alakú csukló kialakításának, és ez az oka a sikerének.