Robotkäsi on tänapäevastes tööstusrobotites kõige levinum robotitüüp. See võib jäljendada inimese käte ja käte teatud liigutusi ja funktsioone ning fikseeritud programmide kaudu haarata, kanda esemeid või kasutada konkreetseid tööriistu. See on robootika valdkonnas enimkasutatav automaatikaseade. Selle vormid on erinevad, kuid neil kõigil on ühine omadus, milleks on see, et nad suudavad toimingute tegemiseks vastu võtta juhiseid ja määrata täpselt asukoha kolmemõõtmelises (kahemõõtmelises) ruumis. Selle omadused seisnevad selles, et see suudab programmeerimise kaudu täita erinevaid eeldatavaid toiminguid ning selle struktuur ja jõudlus ühendavad nii inimeste kui ka mehaaniliste masinate eelised. See võib asendada inimeste rasket tööjõudu, et realiseerida tootmise mehhaniseerimine ja automatiseerimine, ning töötada kahjulikus keskkonnas, et kaitsta isiklikku turvalisust. Seetõttu kasutatakse seda laialdaselt masinate tootmises, elektroonikas, kergetööstuses ja aatomienergias.
1. Tavalised robotkäed koosnevad peamiselt kolmest osast: põhikorpus, ajam ja juhtimissüsteem
(I) Mehaaniline struktuur
1. Robotkäe kere on kogu seadme põhiline tugiosa, mis on tavaliselt valmistatud tugevatest ja vastupidavatest metallmaterjalidest. See ei pea mitte ainult taluma erinevaid jõude ja pöördemomente, mida robotkäe tekitab töö ajal, vaid tagama ka teistele komponentidele stabiilse paigaldusasendi. Selle projekteerimisel tuleb arvesse võtta tasakaalu, stabiilsust ja kohanemisvõimet töökeskkonnaga. 2. Käsi Roboti käsivars on erinevate toimingute tegemiseks võtmeosa. See koosneb ühendusvarraste ja liigendite seeriast. Liigeste pöörlemise ja ühendusvarraste liikumise kaudu saab käsi saavutada mitme vabadusastmega liikumise ruumis. Liigendeid käitavad tavaliselt ülitäpsed mootorid, reduktorid või hüdraulilised ajamid, et tagada käe liikumise täpsus ja kiirus. Samal ajal peavad käe materjalil olema suure tugevuse ja kerge kaalu omadused, et vastata kiire liikumise ja raskete esemete kandmise vajadustele. 3. Lõppefektor See on roboti käe osa, mis puutub otse tööobjektiga ja selle funktsioon on sarnane inimese käe omaga. Otsejõude on mitut tüüpi ja levinumad on haaratsid, iminapad, pihustuspüstolid jne. Haaratsit saab kohandada vastavalt objekti kujule ja suurusele ning seda kasutatakse erineva kujuga esemete haaramiseks; iminapp kasutab eseme neelamiseks alarõhu põhimõtet ja sobib lameda pinnaga esemetele; pihustuspüstolit saab kasutada pihustamiseks, keevitamiseks ja muudeks toiminguteks.
(II) Ajamisüsteem
1. Mootorajam Mootor on üks robotkäes kõige sagedamini kasutatavaid juhtimisviise. Roboti käe liigeste liikumise juhtimiseks saab kasutada nii alalisvoolumootoreid, vahelduvvoolumootoreid kui ka samm-mootoreid. Mootorajami eelisteks on kõrge juhtimistäpsus, kiire reageerimiskiirus ja lai kiiruse reguleerimisvahemik. Mootori kiirust ja suunda reguleerides saab roboti käe liikumistrajektoori täpselt juhtida. Samal ajal saab mootorit kasutada ka koos erinevate reduktoritega, et suurendada väljundmomenti, et rahuldada robotkäe vajadusi raskete esemete kandmisel. 2. Hüdrauliline ajam Hüdraulilist ajamit kasutatakse laialdaselt mõnedes robotkätes, mis nõuavad suurt võimsust. Hüdraulikasüsteem survestab hüdraulikaõli läbi hüdropumba, et hüdrosilindrit või hüdromootorit tööle panna, realiseerides seeläbi roboti käe liikumist. Hüdraulilise ajami eelisteks on suur võimsus, kiire reageerimiskiirus ja kõrge töökindlus. See sobib rasketele robotkätele ja puhkudele, mis nõuavad kiiret tegutsemist. Hüdraulikasüsteemil on aga ka puudused leke, kõrge hoolduskulu ja kõrged nõuded töökeskkonnale. 3. Pneumaatiline ajam Pneumaatiline ajam kasutab suruõhku jõuallikana silindrite ja muude ajamite tööle panemiseks. Pneumaatilise ajami eelisteks on lihtne struktuur, madal hind ja suur kiirus. See sobib teatud juhtudel, kus võimsust ja täpsust pole vaja. Kuid pneumaatilise süsteemi võimsus on suhteliselt väike, juhtimistäpsus on samuti madal ning see peab olema varustatud suruõhuallika ja sellega seotud pneumaatiliste komponentidega.
(III) Juhtimissüsteem
1. Kontroller Kontroller on robotkäe aju, mis vastutab erinevate juhiste vastuvõtmise ning ajamisüsteemi ja mehaanilise struktuuri toimingute juhtimise eest vastavalt juhistele. Kontroller kasutab tavaliselt mikroprotsessorit, programmeeritavat loogilist kontrollerit (PLC) või spetsiaalset liikumisjuhtimiskiipi. Sellega on võimalik saavutada täpne kontroll roboti käe asendi, kiiruse, kiirenduse ja muude parameetrite üle ning töödelda ka erinevate andurite poolt edastatavat teavet suletud ahela juhtimise saavutamiseks. Kontrollerit saab programmeerida mitmel viisil, sh graafiline programmeerimine, tekstiprogrammeerimine jne, et kasutajad saaksid programmeerida ja siluda vastavalt erinevatele vajadustele. 2. Andurid Andur on oluline osa robotkäe tajumisel väliskeskkonnast ja enda olekust. Asendiandur suudab reaalajas jälgida robotkäe iga liigese asendit, et tagada robotkäe liikumise täpsus; jõuandur suudab objektist haarates tuvastada roboti käe jõu, et vältida objekti libisemist või kahjustamist; visuaalne andur suudab tuvastada ja määrata tööobjekti ning parandada robotkäe intelligentsuse taset. Lisaks on olemas temperatuuriandurid, rõhuandurid jne, mille abil jälgitakse robotkäe tööseisundit ja keskkonnaparameetreid.
2. Robotkäe klassifikatsioon liigitatakse üldiselt struktuurilise vormi, sõidurežiimi ja rakendusvaldkonna järgi
(I) Klassifikatsioon struktuurivormi järgi
1. Descartes'i koordinaadiga roboti käsi Selle roboti käe käsi liigub mööda ristkülikukujulise koordinaatsüsteemi kolme koordinaattelge, nimelt X-, Y- ja Z-telge. Selle eeliseks on lihtne struktuur, mugav juhtimine, kõrge positsioneerimistäpsus jne ning see sobib mõne lihtsa käsitsemis-, montaaži- ja töötlemistoimingu jaoks. Ristkülikukujulise koordinaadiga robotkäe tööruum on aga suhteliselt väike ja painduvus halb.
2. Silindrilise koordinaadiga roboti käsi Silindrilise koordinaadiga roboti käsivars koosneb pöördliigendist ja kahest lineaarliigendist ning selle liikumisruum on silindriline. Selle eelisteks on kompaktne struktuur, suur tööulatus, paindlik liikumine jne ning see sobib mõne keskmise keerukusega töö tegemiseks. Silindrilise koordinaadiga robotkäe positsioneerimistäpsus on aga suhteliselt madal ja juhtimisraskus suhteliselt kõrge.
3. Sfäärilise koordinaadiga robotikäsi Sfäärilise koordinaadiga robotkäe käsi koosneb kahest pöördliigendist ja ühest lineaarliigendist ning selle liikumisruum on sfääriline. Selle eeliseks on paindlik liikumine, suur tööulatus ja võime kohaneda keerukate töökeskkondadega. See sobib mõne töö jaoks, mis nõuab suurt täpsust ja suurt paindlikkust. Sfäärilise koordinaadiga robotkäe struktuur on aga keeruline, juhtimise raskused on suured ja hind on samuti kõrge.
4. Liigendatud robotkäsi Liigendatud robotkäsi imiteerib inimese käe ehitust, koosneb mitmest pöörlevast liigendist ja suudab saavutada erinevaid liigutusi, mis on sarnased inimese käega. Selle eeliseks on paindlik liikumine, suur tööulatus ja võime kohaneda keerukate töökeskkondadega. See on praegu kõige laialdasemalt kasutatav robotkäte tüüp.
Liigendatud robotkäte juhtimine on aga keeruline ning nõuab kõrget programmeerimis- ja silumistehnoloogiat.
(II) Klassifikatsioon sõidurežiimi järgi
1. Elektrilised robotkäed Elektrilised robotkäed kasutavad ajamitena mootoreid, mille eelisteks on kõrge juhtimistäpsus, kiire reageerimiskiirus ja madal müratase. See sobib mõnel juhul kõrgete täpsus- ja kiirusnõuetega, näiteks elektroonikatööstuses, meditsiiniseadmetes ja muudes tööstusharudes. 2. Hüdraulilised robotkäed Hüdraulilised robotkäed kasutavad hüdraulilisi ajamseadmeid, mille eelisteks on suur võimsus, kõrge töökindlus ja tugev kohanemisvõime. See sobib rasketele robotkätele ja olukordadele, mis nõuavad suurt võimsust, näiteks ehitus-, kaevandus- ja muud tööstusharud. 3. Pneumaatilised robotkäed Pneumaatilised robotkäed kasutavad pneumaatilisi ajamiseadmeid, mille eeliseks on lihtne struktuur, madal hind ja suur kiirus. See sobib teatud juhtudel, mis ei nõua suurt võimsust ja täpsust, näiteks pakkimine, trükkimine ja muud tööstused.
(III) Klassifikatsioon rakendusvaldkonna järgi
1. Tööstuslikud robotkäed Tööstuslikke robotkäsivarsi kasutatakse peamiselt tööstuslikes tootmisvaldkondades, nagu autotootmine, elektroonikaseadmete tootmine ja mehaaniline töötlemine. See võib realiseerida automatiseeritud tootmist, parandada tootmise efektiivsust ja toote kvaliteeti. 2. Teenindusrobotkäsi Teenuse robotkätt kasutatakse peamiselt teenindussektorites, nagu meditsiin, toitlustus, koduteenused jne. See võib pakkuda inimestele mitmesuguseid teenuseid, nagu õendus, toidu kohaletoimetamine, koristamine jne. 3. Spetsiaalne robotkäsi Spetsiaalset robotkätt kasutatakse peamiselt mõnes erivaldkonnas, nagu lennundus, sõjavägi, süvamere- ja süvamere-uuringud, et kohandada eriülesannete nõudeid ja töökeskkondi.
Muudatused, mida robotkäed toovad tööstuslikus tootmistootmises, ei ole mitte ainult tegevuse automatiseerimine ja efektiivsus, vaid ka sellega kaasnev kaasaegne juhtimismudel on oluliselt muutnud ettevõtete tootmismeetodeid ja turu konkurentsivõimet. Robotkäte kasutamine on ettevõtetele hea võimalus oma tööstusstruktuuri kohandamiseks ning uuendamiseks ja ümberkujundamiseks.
Postitusaeg: 24. september 2024
