En industrirobot er en multi-leddet manipulator eller multi-degrees-of--maskinenhed designet til industrielle applikationer. Den kan automatisk udføre opgaver ved at stole på sin egen kraft og kontrolfunktioner for at opnå forskellige funktioner. Den kan kommanderes af mennesker eller fungere i henhold til forud-programmerede sekvenser. Moderne industrirobotter kan også handle efter principper etableret ved brug af kunstig intelligens-teknologi.
En industrirobot består af tre grundlæggende dele: kroppen, drivsystemet og styresystemet. Kroppen, inklusive basen og aktuatorerne, omfatter armen, håndleddet og hånden; nogle robotter har også en bevægelsesmekanisme. De fleste industrirobotter har 3-6 frihedsgrader, hvor håndleddet typisk har 1-3 frihedsgrader. Drivsystemet inkluderer kraftenheden og transmissionsmekanismen, der bruges til at sætte aktuatorerne i stand til at producere tilsvarende bevægelser. Styresystemet udsender kommandosignaler til drivsystemet og aktuatorerne i henhold til inputprogrammet og udfører kontrol.
Industrielle robotter er klassificeret i fire typer baseret på bevægelsen af deres arme:
1. Cartesiske koordinatarme: bevæg dig langs tre kartesiske koordinater;
2. Cylindriske koordinatarme: udfør løfte-, rotations- og forlængelses-/tilbagetrækningsbevægelser;
3. Kugleformede koordinatarme: roter, hæld og stræk/træk tilbage;
4. Ledarme: har flere rotationsled.
Lad os i dag nedbryde disse fire typer industrirobotter og se, hvilken du er mest bekendt med.
Multi-akse robotter
Multi-akse robotter, også kendt som enkelt- manipulatorer, industrielle robotarme, elektriske cylindre osv., er robotsystemer bygget på et XYZ kartesisk koordinatsystem som deres grundlæggende matematiske model. De bruger servomotorer eller stepmotorer som deres drevne enkeltaksemanipulatorer som deres grundlæggende arbejdsenheder, og kugleskruer, synkrone remme og tandstangsgear som almindelige transmissionsmetoder. De kan nå ethvert punkt i XYZ tre--koordinatsystemet og følge en kontrollerbar bevægelsesbane.
Multi-akserobotter anvender et bevægelseskontrolsystem til drev og programmerbar kontrol. Lineære og buede bevægelsesbaner genereres ved hjælp af multi-punktsinterpolation, og drift og programmering opnås gennem guidet undervisningsprogrammering eller koordinatpositionering.
SCARA Robot
En SCARA-robot er en speciel type industrirobot med cylindriske koordinater. Den har tre roterende led med parallelle akser til positionering og orientering i et plan. Det resterende led er et translaterende led, der bruges til endeeffektorbevægelse vinkelret på planet. Håndledsreferencepunktet bestemmes af vinkelforskydningerne φ1 og φ2 af de to roterende led og forskydningen z af det translaterende led, dvs. p=f(φ1, φ2, z), som vist på figuren. Disse robotter er lette og har en hurtig responstid; for eksempel kan Adept 1 SCARA-robotten nå hastigheder på op til 10 m/s, flere gange hurtigere end typiske leddelte robotter. Den er bedst egnet til plan positionering og lodrette montageoperationer.
Billede
XY-koordinater (for, bag, venstre, højre)
Billede
Z-koordinater (op, ned)
Koordinat robot
Billede
En koordinatrobot er en multi-manipulator, der er i stand til automatisk styring, omprogrammerbar drift, flere frihedsgrader og rumlige kartesiske forhold. Dens drift involverer primært lineær bevægelse langs X-, Y- og Z-akserne. Koordinatrobotter anvender et bevægelseskontrolsystem til kørsel og programmeringsstyring. Lineære og buede baner genereres gennem multi-punktsinterpolation, og drift og programmering opnås gennem guidet undervisningsprogrammering eller koordinatpositionering.
Som en billig, enkel-struktureret automatiseret robotsystemløsning kan koordinatrobotter anvendes til almindelige industrielle produktionsområder, såsom dispensering, drypstøbning, sprøjtning, palletering, sortering, emballering, svejsning, metalbearbejdning, håndtering, lastning og losning, montering og udskrivning. De tilbyder betydelig anvendelsesværdi ved at erstatte manuelt arbejde, forbedre produktionseffektiviteten og stabilisere produktkvaliteten.
Serielle og parallelle robotter
En seriel robots serielle struktur er en åben kinematisk kæde; dets bevægelige led danner ikke en lukket strukturel kæde. Serierobotter tilbyder et stort arbejdsområde og er nemmere at flytte og undgår koblingseffekter mellem drivakserne. Hver akse skal dog styres uafhængigt, hvilket kræver indkodere og sensorer for at forbedre bevægelsesnøjagtigheden.
(Billede)
Parallelle robotter på den anden side komplementerer traditionelle industrielle serielle robotter i applikationen og danner en lukket kinematisk kæde. Parallelle robotter er mindre tilbøjelige til dynamiske fejl og udviser høj nøjagtighed uden fejlakkumulering. Ydermere resulterer deres kompakte og stabile struktur, hvor de fleste udgangsakser bærer aksial kraft, i høj stivhed og belastningsbæreevne. For parallelle robotter er fremadrettet løsning imidlertid sværere end omvendt løsning.
Billede
2-DOF Parallel Robot
Billede
3-DOF Parallel Robot
DDoS-parallelle mekanismer er forskellige og komplekse og falder generelt i følgende kategorier:
1. Plane 3-DOF parallelle mekanismer, såsom 3-RRR mekanismen, som har to translations- og en rotationsakse;
2. Sfæriske 3-DOF parallelle mekanismer, såsom 3-UPS-1-S sfærisk mekanisme. Kinematik af denne type er enkel i både fremadgående og invers kinematik, hvilket gør den til en meget brugt 3D mobil rumlig mekanisme;
3. Rumlige 3-DOF parallelle mekanismer, såsom Delta parallel robotten. Disse mekanismer er underrangerede, og deres mest fremtrædende karakteristika er, at deres bevægelse varierer på forskellige punkter i arbejdsområdet.
4. En anden kategori omfatter rumlige mekanismer med tilføjede hjælpeled og kinematiske par.
Billeder
4-DOF Parallel Robot
Billeder
6-DOF Parallel Robot
6-DOF parallelle mekanismer er en hovedkategori af parallelle robotmekanismer og er de mest undersøgte parallelle mekanismer af forskere både nationalt og internationalt. De er meget udbredt i flysimulatorer, 6D kraft- og momentsensorer og parallelle værktøjsmaskiner. Imidlertid er mange nøgleteknologier for disse mekanismer ikke blevet fuldt løst, såsom deres fremadrettede kinematik, etablering af dynamiske modeller og nøjagtighedskalibrering af parallelle værktøjsmaskiner.
