En industrirobot är en multi-ledad manipulator eller multi-degree-of-maskinenhet designad för industriella tillämpningar. Den kan automatiskt utföra uppgifter, förlita sig på sin egen kraft och kontrollkapacitet för att uppnå olika funktioner. Den kan beordras av människor eller fungera enligt för-förprogrammerade sekvenser. Moderna industrirobotar kan också agera enligt principer som fastställts med hjälp av artificiell intelligens.
En industrirobot består av tre grundläggande delar: kroppen, drivsystemet och styrsystemet. Kroppen, inklusive basen och manöverorganen, innefattar armen, handleden och handen; vissa robotar har också en rörelsemekanism. De flesta industrirobotar har 3–6 frihetsgrader, där handleden vanligtvis har 1–3 frihetsgrader. Drivsystemet inkluderar kraftenheten och transmissionsmekanismen, som används för att göra det möjligt för ställdonen att producera motsvarande rörelser. Styrsystemet avger kommandosignaler till drivsystemet och ställdon enligt ingångsprogrammet och utför styrning.
Industrirobotar delas in i fyra typer baserat på armarnas rörelser:
1. Kartesiska koordinatarmar: flytta längs tre kartesiska koordinater;
2. Cylindriska koordinatarmar: utför lyft-, rotations- och förlängnings-/indragningsrörelser;
3. Sfäriska koordinatarmar: rotera, luta och förlänga/draga tillbaka;
4. Ledarmar: har flera rotationsleder.
Låt oss idag dela upp dessa fyra typer av industrirobotar och se vilken du är mest bekant med.
Flera-axliga robotar
Flera-axliga robotar, även kända som enaxliga manipulatorer, industriella robotarmar, elektriska cylindrar, etc., är robotsystem byggda på ett XYZ kartesiskt koordinatsystem som deras grundläggande matematiska modell. De använder servomotorer eller stegmotorer som sina drivna enaxliga manipulatorer som sina grundläggande arbetsenheter, och kulskruvar, synkrona remmar och kuggstångsväxlar som vanliga transmissionsmetoder. De kan nå vilken punkt som helst i XYZs tre-dimensionella koordinatsystem och följa en kontrollerbar rörelsebana.
Flera-robotar använder ett rörelsekontrollsystem för drivning och programmerbar kontroll. Linjära och krökta rörelsebanor genereras med hjälp av multi-punktsinterpolation, och drift och programmering uppnås genom guidad undervisningsprogrammering eller koordinatpositionering.
SCARA Robot
En SCARA-robot är en speciell typ av industrirobot med cylindriska koordinater. Den har tre roterande leder med parallella axlar för positionering och orientering i ett plan. Den återstående leden är en översättningsled, som används för ändeffektorrörelse vinkelrätt mot planet. Handledsreferenspunkten bestäms av vinkelförskjutningarna φ1 och φ2 för de två roterande lederna och förskjutningen z för den translaterande leden, dvs p=f(φ1, φ2, z), som visas i figuren. Dessa robotar är lätta och har en snabb responstid; till exempel kan Adept 1 SCARA-roboten nå hastigheter på upp till 10 m/s, flera gånger snabbare än typiska ledade robotar. Den är bäst lämpad för plan positionering och vertikala monteringsoperationer.
Bild
XY-koordinater (fram, bak, vänster, höger)
Bild
Z-koordinater (upp, ner)
Koordinera robot
Bild
En koordinatrobot är en multi-manipulator som kan styra automatiskt, omprogrammerbar drift, flera frihetsgrader och rumsliga kartesiska relationer. Dess funktion involverar i första hand linjär rörelse längs X-, Y- och Z-axlarna. Koordinatrobotar använder ett rörelsestyrningssystem för driv- och programmeringsstyrning. Linjära och krökta banor genereras genom multi-punktsinterpolation, och drift och programmering uppnås genom guidad undervisningsprogrammering eller koordinatpositionering.
Som en låg-, enkel-strukturerad automatiserad robotsystemlösning kan koordinatrobotar användas på vanliga industriella produktionsområden som dispensering, droppformning, sprutning, palletering, sortering, förpackning, svetsning, metallbearbetning, hantering, lastning och lossning, montering och tryckning. De erbjuder betydande tillämpningsvärde för att ersätta manuellt arbete, förbättra produktionseffektiviteten och stabilisera produktkvaliteten.
Seriella och parallella robotar
En serierobots seriestruktur är en öppen kinematisk kedja; dess rörliga länkar bildar inte en sluten strukturell kedja. Seriella robotar erbjuder en stor arbetsyta och är lättare att flytta, och undviker kopplingseffekter mellan drivaxlar. Varje axel måste dock styras oberoende, vilket kräver kodare och sensorer för att förbättra rörelsenoggrannheten.
(Bild)
Parallella robotar, å andra sidan, kompletterar traditionella industriella serierobotar i applikation och bildar en sluten kinematisk kedja. Parallella robotar är mindre benägna för dynamiska fel och uppvisar hög noggrannhet utan felackumulering. Dessutom resulterar deras kompakta och stabila struktur, med de flesta utgående axlar som bär axiell kraft, i hög styvhet och lastbärande kapacitet. Men för parallella robotar är framåtlösning svårare än omvänd lösning.
Bild
2-DOF Parallell Robot
Bild
3-DOF Parallell Robot
DDoS-parallella mekanismer är olika och komplexa och faller vanligtvis i följande kategorier:
1. Plana 3-DOF parallella mekanismer, såsom 3-RRR-mekanismen, som har två translationsaxlar och en rotationsaxel;
2. Sfäriska 3-DOF parallella mekanismer, såsom den sfäriska 3-UPS-1-S mekanismen. Kinematiken av denna typ är enkel i både framåt- och inverskinematik, vilket gör den till en allmänt använd 3D-mobil rumslig mekanism;
3. Spatial 3-DOF parallella mekanismer, såsom Delta parallell robot. Dessa mekanismer är underrankade och deras mest framträdande kännetecken är att deras rörelser varierar på olika punkter inom arbetsytan.
4. En annan kategori inkluderar rumsliga mekanismer med tillagda hjälplänkar och kinematiska par.
Bilder
4-DOF Parallell Robot
Bilder
6-DOF Parallell Robot
6-DOF parallella mekanismer är en huvudkategori av parallella robotmekanismer och är de mest studerade parallella mekanismerna av forskare både nationellt och internationellt. De används ofta i flygsimulatorer, 6D kraft- och vridmomentsensorer och parallella verktygsmaskiner. Många nyckelteknologier för dessa mekanismer har dock inte helt lösts, såsom deras framåtkinematik, etablering av dynamiska modeller och noggrannhetskalibrering av parallella verktygsmaskiner.
