Roboty przemysłowe - część 1 z 4 - kinematyka równoległa
Redakcja serwisu drukuj
Roboty przemysłowe to chyba najbardziej spektakularne elementy systemów automatyki. Nie dość, że stanowią dosyć uniwersalne rozwiązanie, które można przystosować do wielu aplikacji, to dodatkowo imponują wyglądem, siłą, szybkością i precyzją działania. To właśnie one będą tematem listopada w AutomatyceOnline, przy czym skoncentrujemy się na jednej podgrupie tych maszyn.
Jak wynika z definicji robotów przemysłowych, różnią się one od innych maszyn stosowanych w fabrykach tym, że są z założenia wielozadaniowe i dosyć uniwersalne, a do tego programowalne i umożliwiające automatyczne wykonywanie określonych operacji. W przypadku robotów stosowanych w zakładach przemysłowych mówi się najczęściej o maszynach stacjonarnych, wyposażonych zazwyczaj w jedno ramię wraz z odpowiednią głowicą, umożliwiającą manipulowanie różnymi przedmiotami.
Różne kinematyki
Trzeba jednak zaznaczyć, że choć robot ma być z założenia uniwersalny, to w zależności od jego budowy, będzie miał różne ograniczenia. Wynikają one w pierwszej kolejności od rodzaju kinematyki robota, czyli rodzaju i liczby osi oraz powiązanych z nimi stopni swobody ruchu urządzenia. Najbardziej typowymi maszynami będą roboty antropomorficzne, wyposażone w przeguby, dzięki którym mogą poruszać końcówką roboczą we wszystkich trzech wymiarach, dodatkowo nią obracając i ustawiając ją pod odpowiednim kątem względem zadanego obiektu. Roboty te świetnie sprawdzają się w zadaniach spawania, malowania, czy np. montażu i często wykonywane są w wersjach o bardzo dużym udźwigu.
Kolejnym rodzajem są roboty z kartezjańskim układem osi. Ta prosta struktura jest bardzo użyteczna w przypadku, gdy konieczne jest posługiwanie się przedmiotami ułożonymi na płaszczyźnie, przestawianie ich i układanie. Podobne zadania można realizować za pomocą robotów pracujących w układzie współrzędnych cylindrycznych, pomimo że ich budowa jest z założenia zupełnie inna. Mogą one pracować w określonym promieniu, z wyłączeniem obszaru w środku koła zarysowanego przez ramię takiego robota.
Bardzo podobne są roboty typu SCARA, przy czym dwie osie obrotowe i jedna liniowa, zamiast dwóch liniowych i jednej obrotowej, zmieniają nieco charakterystykę pracy tych maszyn. Są one często stosowane w przemyśle elektronicznym, np. do układania elementów na płytkach PCB, przeznaczonych do lutowania.
Roboty przemysłowe o kinematyce równoległej
W końcu dochodzimy do podgrupy, na której się skoncentrujemy, a mianowicie do robotów o kinematyce równoległej, określanej też mianem zamkniętej. Zestaw połączonych ze sobą ramion robota tego typu pozwala bardzo szybko i precyzyjnie przemieszczać końcówkę roboczą w pewnej, ograniczonej przestrzeni. Jej kształt jest dosyć specyficzny – roboty tego typu mogą operować w przestrzeni o kształcie półkuli i najczęściej są montowane poziomo, nad obszarem roboczym. Dodatkowo, w niektórych sytuacjach, mogą też obracać końcówkę roboczą wokół pionowej osi.
Dzięki połączeniu kilku ramion, które wspólnie przenoszą głowicę maszyny, roboty o kinematyce równoległej są sztywne i mogą precyzyjnie unosić duże ciężary, uzyskując przy tym bardzo duże przyspieszenia. W praktyce jednak ich duża szybkość i precyzja wykorzystywane są najczęściej do błyskawicznego przemieszczania mnóstwa małych elementów – czy to podawanych na taśmie produkcyjnej, czy też np. podzespołów elektronicznych układanych na statycznej płytce drukowanej.
Roboty o kinematyce równoległej są dostępne najczęściej w wersjach z trzema, czterema lub sześcioma ramionami. Dzięki temu, że wszystkie ramiona są zaprogramowane tak, by ustawić głowicę w zadanym położeniu, niedokładności związane z jej pozycjonowaniem, wynikające z ograniczonej precyzji każdego z ramion są uśredniane, co skutecznie je minimalizuje. Maszyny te stosuje się często w powiązaniu z szybkimi systemami wizyjnymi, co pozwala sprawnie reagować na przedmioty pojawiające się w zasięgu omawianych robotów.
Do producentów robotów o kinematyce równoległej zaliczają się takie firmy, jak: ABB, Adept, Codian Robotics, Delta Robots, Fanuc Robotics i Tosy. Oferowane modele różnią się przede wszystkim udźwigiem, ale także innymi parametrami, jakimi jak: maksymalne przyspieszenie, zasięg i precyzja ruchu.
Słowa kluczowe
ABB, adept, fanuc, manipulatory, roboty, roboty przemysłowe, systemy wizyjne
Komentarze
blog comments powered by Disqus