Industrielle manipulatorer eller robotikmanipulatorer er maskiner, der bruges til at manipulere eller kontrollere materiale uden direkte kontakt. Oprindeligt blev det brugt til at manipulere radioaktive eller biofarlige genstande, som det kan være svært for en person at håndtere. Men nu bruges de i mange industrier til at udføre opgaver som at løfte tunge genstande, svejse kontinuerligt med god præcision osv. Bortset fra industrier bruges de også på hospitaler som kirurgiske instrumenter. Og nu bruger en dags læger i vid udstrækning robotmanipulatorer i deres operationer.
Før jeg fortæller dig om forskellige typer industrielle manipulatorer, vil jeg gerne fortælle dig om samlinger.
Et joint har to referencer. Den første er den faste referenceramme, der er fast. Den anden referenceramme er ikke fast og bevæger sig i forhold til den første referenceramme afhængigt af den fælles position (eller fællesværdi), der definerer dens konfiguration.
Vi lærer om to samlinger, der bruges til fremstilling af forskellige typer industrielle manipulatorer.
1. Revolute Joint:
De har en grad af frihed og beskriver rotationsbevægelser (1 grad af frihed) mellem objekter. Deres konfiguration er defineret af en værdi, der repræsenterer rotationsmængden omkring deres første referencerammes z-akse.
Her kan vi se revolverled mellem to objekter. Her kan tilhængeren have rotationsbevægelse omkring sin base.
2. Prismatisk led:
Prismatiske led har en grad af frihed og bruges til at beskrive translationelle bevægelser mellem objekter. Deres konfiguration er defineret af en værdi, der repræsenterer mængden af oversættelse langs deres første referencerammes z-akse.
Her kan du se forskellige prismatiske led i et system.
Forskellige typer industrielle manipulatorer
I industrier anvendes mange typer industrielle manipulatorer i henhold til deres krav. Nogle af dem er angivet nedenfor.
- Kartesisk koordinatrobot:
I denne industrielle robot har dens 3 hovedakse prismatiske samlinger, eller de bevæger sig lineært gennem hinanden. Kartesiske robotter er bedst egnede til udlevering af klæbemiddel som i bilindustrien. Den primære fordel ved Cartesians er, at de er i stand til at bevæge sig i flere lineære retninger. Og også de er i stand til at foretage lineære indsættelser og er nemme at programmere. Ulemperne ved den kartesiske robot er, at det tager for meget plads, da det meste af pladsen i denne robot er ubrugt.
- SCARA-robot:
SCARA akronym står for Selective Compliance Assembly Robot Arm eller Selective Compliance Articulated Robot Arm. SCARA-robotter har bevægelser svarende til en menneskelig arm. Disse maskiner omfatter både en 'skulder' og 'albueleddet sammen med en' håndledsakse og lodret bevægelse. SCARA-robotter har 2 revolverled og 1 prismatisk led. SCARA-robotter har begrænsede bevægelser, men det er også dens fordel, da de kan bevæge sig hurtigere end andre 6-aksede robotter. Det er også meget stift og holdbart. De bruges hovedsagelig til anvendelsesformål, som kræver hurtige, gentagelige og artikulerede punkt-til-punkt bevægelser såsom palletering, DE palletering, maskinlæsning / aflæsning og montering. Dens ulemper er, at den har begrænsede bevægelser, og den er ikke særlig fleksibel.
- Cylindrisk robot:
Det er dybest set en robotarm, der bevæger sig omkring en cylinderformet stang. Et cylindrisk robotsystem har tre bevægelsesakser - den cirkulære bevægelsesakse og de to lineære akser i armens vandrette og lodrette bevægelse. Så den har 1 omdrejningsled, 1 cylindrisk og 1 prismatisk samling. I dag er cylindrisk robot mindre brugt og erstattes af mere fleksible og hurtige robotter, men den har en meget vigtig plads i historien, da den blev brugt til at kæmpe og holde opgaver meget før seks akse-robotter blev udviklet. Dens fordel er, at den kan bevæge sig meget hurtigere end den kartesiske robot, hvis to punkter har samme radius. Dens ulempe er, at det kræver indsats for at omdanne fra kartesisk koordinatsystem til cylindrisk koordinatsystem.
- PUMA-robot:
PUMA (Programmable Universal Machine for Assembly, eller Programmable Universal Manipulation Arm) er den mest anvendte industrielle robot til montering, svejsning og universitetslaboratorier. Det ligner mere menneskelig arm end SCARA-robot. Det har stor fleksibilitet mere end SCARA, men det reducerer også dets præcision. Så de bruges i mindre præcisionsarbejde som montering, svejsning og håndtering af objekter. Det har 3 omdrejningsfuger, men ikke alle led er parallelle, det andet led fra basen er vinkelret på de andre led. Dette gør PUMA kompatibel i alle tre akser X, Y og Z. Dens ulempe er dens mindre præcision, så den ikke kan bruges i kritiske og høje præcisionsbehov.
- Polære robotter:
Det betragtes undertiden som sfæriske robotter. Disse er stationære robotarme med sfæriske eller næsten sfæriske arbejdskonvolutter, der kan placeres i et polært koordinatsystem. De er mere sofistikerede end Cartesian- og SCARA-robotter, men dens kontrolløsning er meget mindre kompliceret. Den har 2 revolverfuger og 1 prismatisk led til at skabe nær sfærisk arbejdsområde. Dens vigtigste anvendelser er til håndtering af operationer i produktionslinje og pick and place-robot.
Med hensyn til håndledsdesign har den to konfigurationer:
Pitch-Yaw-Roll (XYZ) som den menneskelige arm og Roll-Pitch-Roll som sfærisk håndled. Det sfæriske håndled er det mest populære, fordi det er mekanisk enklere at implementere. Det udviser entydige konfigurationer, der kan identificeres og følgelig undgås, når de kører med robotten. Handlen mellem enkelhed af robuste løsninger og eksistensen af enestående konfigurationer er gunstig for det sfæriske håndledsdesign, og det er grunden til dets succes.