Teollisuuden manipulaattorit tai robotiikan manipulaattorit ovat koneita, joita käytetään materiaalien käsittelyyn tai hallintaan ilman suoraa yhteyttä. Alun perin sitä käytettiin radioaktiivisten tai biologisesti vaarallisten esineiden käsittelyyn, jota henkilön on vaikea käsitellä. Mutta nyt niitä käytetään monilla teollisuudenaloilla esimerkiksi raskaiden esineiden nostamiseen, jatkuvaan hitsaamiseen erittäin tarkasti jne. Muita kuin teollisuudenaloja niitä käytetään myös sairaaloissa kirurgisina instrumentteina. Ja nyt päivän lääkärit käyttävät laajasti robotiikan manipulaattoreita toiminnassaan.
Ennen kuin kerron sinulle erilaisista teollisista manipulaattoreista, haluaisin kertoa sinulle nivelistä.
Liitoksella on kaksi viitettä. Ensimmäinen on säännöllinen viitekehys, joka on kiinteä. Toinen viitekehys ei ole kiinteä, ja se liikkuu suhteessa ensimmäiseen viitekehykseen sen kokoonpanon määrittävän liitoskohdan (tai yhteisen arvon) mukaan.
Opimme kahdesta liitoksesta, joita käytetään erityyppisten teollisuusmanipulaattoreiden valmistuksessa.
1. Kierrosnivel:
Heillä on yksi vapausaste ja ne kuvaavat kiertoliikkeitä (1 vapausaste) esineiden välillä. Niiden kokoonpano määritetään yhdellä arvolla, joka edustaa kiertomäärää ensimmäisen viitekehyksen z-akselin ympäri.
Täällä voimme nähdä kahden objektin pyörivän liitoksen. Täällä seuraajalla voi olla pyörimisliike pohjansa ympäri.
2. Prismaattinen nivel:
Prismaattisilla nivelillä on yksi vapausaste, ja niitä käytetään kuvaamaan esineiden välisiä käännösliikkeitä. Niiden kokoonpano määritetään yhdellä arvolla, joka edustaa translaation määrää ensimmäisen viitekehyksen z-akselilla.
Täällä voit nähdä useita prisma-liitoksia yhdessä järjestelmässä.
Erilaiset teolliset manipulaattorit
Teollisuudessa käytetään monenlaisia teollisia manipulaattoreita niiden vaatimusten mukaisesti. Jotkut niistä on lueteltu alla.
- Karteesinen koordinaattirobotti:
Tässä teollisuusrobotissa sen 3 pääakselilla on prisma-liitokset tai ne liikkuvat lineaarisesti toistensa kanssa. Karteesiset robotit soveltuvat parhaiten liiman jakamiseen kuten autoteollisuudessa. Kartesialaisten ensisijainen etu on, että ne pystyvät liikkumaan useisiin lineaarisiin suuntiin. Lisäksi he pystyvät tekemään suoraviivaisia lisäyksiä ja ne on helppo ohjelmoida. Karteesisen robotin haittoja on, että se vie liikaa tilaa, koska suurin osa tämän robotin tilasta on käyttämätöntä.
- SCARA-robotti:
SCARA-lyhenne tarkoittaa Selective Compliance Assembly Robot Arm tai Selective Compliance Articulated Robot Arm. SCARA-robottien liikkeet ovat samanlaisia kuin ihmisen käsivarren. Nämä koneet käsittävät sekä olkapään että kyynärnivelen sekä ranne-akselin ja pystysuuntaisen liikkeen. SCARA-robotteissa on 2 pyöröliitosta ja yksi prisma. SCARA-robottien liikkeet ovat rajoitetut, mutta se on myös sen etu, koska se voi liikkua nopeammin kuin muut 6-akseliset robotit. Se on myös erittäin jäykkä ja kestävä. Niitä käytetään enimmäkseen tarkoitukseen, joka vaatii nopeita, toistettavia ja tarkkoja pisteestä pisteeseen -liikkeitä, kuten lavaaminen, DE-lavaaminen, koneen lastaus / purku ja kokoonpano. Sen haittoja on se, että sillä on rajoitetut liikkeet eikä se ole kovin joustava.
- Sylinterimäinen robotti:
Se on pohjimmiltaan robotin varsi, joka liikkuu sylinterin muotoisen tangon ympäri. Sylinterimäisessä robottijärjestelmässä on kolme liikeakselia - pyöreä liike-akseli ja kaksi lineaarista akselia käsivarren vaaka- ja pystysuorassa liikkeessä. Joten siinä on 1 kiertonivel, 1 sylinterimäinen ja 1 prisma. Nykyään sylinterimäisiä robotteja käytetään vähemmän ja ne korvataan joustavammilla ja nopeammilla robotteilla, mutta sillä on erittäin tärkeä paikka historiassa, koska sitä käytettiin kamppailuun ja pitämiseen paljon ennen kuuden akselin robottien kehittämistä. Sen etuna on, että se voi liikkua paljon nopeammin kuin karteesinen robotti, jos kahdella pisteellä on sama säde. Sen haittana on, että se vaatii ponnisteluja siirtymiseksi suorakulmaisesta koordinaattijärjestelmästä sylinterimäiseksi koordinaattijärjestelmäksi.
- PUMA-robotti:
PUMA (Programmable Universal Machine for Assembly, tai Programmable Universal Manipulation Arm) on yleisimmin käytetty teollisuusrobotti kokoonpanossa, hitsauksessa ja yliopistolaboratorioissa. Se on enemmän samanlainen kuin ihmisen käsivarsi kuin SCARA-robotti. Sen joustavuus on enemmän kuin SCARA, mutta se myös vähentää sen tarkkuutta. Joten niitä käytetään vähemmän tarkoissa töissä, kuten kokoonpanossa, hitsauksessa ja esineiden käsittelyssä. Siinä on 3 kierrosliitosta, mutta kaikki liitokset eivät ole yhdensuuntaisia, toinen liitos alustasta on kohtisuora muihin liitoksiin nähden. Tämän ansiosta PUMA on yhteensopiva kaikilla kolmella akselilla X, Y ja Z. Sen haittana on sen vähemmän tarkka tarkkuus, joten sitä ei voida käyttää kriittisissä ja erittäin tarkoissa tarvittavissa sovelluksissa.
- Polar-robotit:
Sitä pidetään joskus pallomaisina robotteina. Nämä ovat paikallaan pysyviä robottivarret, joissa on pallomaiset tai lähes pallomaiset työkuoret, jotka voidaan sijoittaa napakoordinaatistoon. Ne ovat kehittyneempiä kuin Cartesian- ja SCARA-robotit, mutta sen ohjausratkaisu on paljon vähemmän monimutkainen. Siinä on 2 pyöröliitosta ja 1 prismainen liitos lähellä pallomaista työtilaa varten. Sen pääasiallisia käyttötarkoituksia ovat tuotantolinjan sekä poimimis- ja sijoitusrobotin käsittely.
Rannesuunnittelussa on kaksi kokoonpanoa:
Pitch-Yaw-Roll (XYZ) kuten ihmisen käsivarsi ja Roll-Pitch-Roll kuin pallomainen ranne. Pallomainen ranne on suosituin, koska se on mekaanisesti yksinkertaisempi toteuttaa. Siinä on yksittäisiä kokoonpanoja, jotka voidaan tunnistaa ja välttää robotin kanssa käytettäessä. Kauppa vankkojen ratkaisujen yksinkertaisuuden ja yksittäisten kokoonpanojen välillä on suotuisaa pallomaiselle ranteelle, ja se on syy sen menestykseen.