Robotska roka je najpogostejši tip robota v sodobnih industrijskih robotih. Lahko posnema določene gibe in funkcije človeških dlani in rok ter lahko grabi, prenaša predmete ali upravlja določena orodja prek fiksnih programov. Je najbolj razširjena naprava za avtomatizacijo na področju robotike. Njegove oblike so različne, vsem pa je skupno, da lahko sprejemajo navodila in se natančno locirajo na katero koli točko v tridimenzionalnem (dvodimenzionalnem) prostoru za izvajanje operacij. Njegove značilnosti so, da lahko s programiranjem dokonča različne pričakovane operacije, njegova struktura in zmogljivost pa združujeta prednosti ljudi in mehanskih strojev. Lahko nadomesti človeško težko delo za uresničitev mehanizacije in avtomatizacije proizvodnje ter lahko deluje v škodljivih okoljih za zaščito osebne varnosti. Zato se pogosto uporablja v proizvodnji strojev, elektroniki, lahki industriji in atomski energiji.
1. Skupne robotske roke so v glavnem sestavljene iz treh delov: glavnega telesa, pogonskega mehanizma in nadzornega sistema
(I) Mehanska struktura
1. Trup robotske roke je osnovni nosilni del celotne naprave, običajno izdelan iz čvrstih in vzdržljivih kovinskih materialov. Ne samo, da mora biti sposoben prenesti različne sile in navore, ki jih ustvarja robotska roka med delom, ampak tudi zagotoviti stabilen položaj za namestitev drugih komponent. Njegova zasnova mora upoštevati uravnoteženost, stabilnost in prilagodljivost delovnemu okolju. 2. Roka Robota robota je ključni del za doseganje različnih dejanj. Sestavljen je iz niza ojnic in spojev. Z vrtenjem sklepov in premikanjem ojnic lahko roka doseže večstopenjsko prosto gibanje v prostoru. Spoje običajno poganjajo visoko natančni motorji, reduktorji ali hidravlične pogonske naprave, ki zagotavljajo natančnost gibanja in hitrost roke. Hkrati mora imeti material roke lastnosti visoke trdnosti in majhne teže, da zadosti potrebam po hitrem gibanju in prenašanju težkih predmetov. 3. Končni efektor To je del robotove roke, ki se neposredno dotika delovnega predmeta, njegova funkcija pa je podobna funkciji človeške roke. Obstaja veliko vrst končnih efektorjev, pogosti pa so prijemala, priseski, brizgalne pištole itd. Prijemalo je mogoče prilagoditi glede na obliko in velikost predmeta in se uporablja za prijemanje predmetov različnih oblik; prisesek uporablja princip podtlaka za absorbiranje predmeta in je primeren za predmete z ravnimi površinami; brizgalno pištolo lahko uporabljate za brizganje, varjenje in druge postopke.
(II) Pogonski sistem
1. Motorni pogon Motor je eden najpogosteje uporabljenih načinov pogona v robotski roki. Motorji na enosmerni tok, motorji na izmenični tok in koračni motorji se lahko uporabljajo za pogon skupnega gibanja robotove roke. Motorni pogon ima prednosti visoke natančnosti krmiljenja, hitre odzivne hitrosti in širokega območja regulacije hitrosti. Z nadzorom hitrosti in smeri motorja je mogoče natančno nadzorovati pot gibanja robotove roke. Hkrati se lahko motor uporablja tudi v povezavi z različnimi reduktorji za povečanje izhodnega navora, da zadosti potrebam robotove roke pri prenašanju težkih predmetov. 2. Hidravlični pogon Hidravlični pogon se pogosto uporablja v nekaterih robotskih rokah, ki zahtevajo veliko izhodno moč. Hidravlični sistem pritiska na hidravlično olje prek hidravlične črpalke, da požene hidravlični cilinder ali hidravlični motor, da deluje, in tako realizira gibanje robotove roke. Hidravlični pogon ima prednosti visoke moči, hitre odzivne hitrosti in visoke zanesljivosti. Primeren je za nekatere težke robotske roke in priložnosti, ki zahtevajo hitro ukrepanje. Vendar pa ima hidravlični sistem tudi slabosti puščanja, visokih stroškov vzdrževanja in visokih zahtev za delovno okolje. 3. Pnevmatski pogon Pnevmatski pogon uporablja stisnjen zrak kot vir energije za pogon cilindrov in drugih aktuatorjev. Pnevmatski pogon ima prednosti enostavne strukture, nizkih stroškov in visoke hitrosti. Primeren je za nekatere priložnosti, kjer nista potrebni moč in natančnost. Vendar pa je moč pnevmatskega sistema razmeroma majhna, tudi natančnost krmiljenja je nizka, zato mora biti opremljen z virom stisnjenega zraka in pripadajočimi pnevmatskimi komponentami.
(III) Nadzorni sistem
1. Krmilnik Krmilnik so možgani robotske roke, ki so odgovorni za sprejemanje različnih navodil in krmiljenje dejanj pogonskega sistema in mehanske strukture v skladu z navodili. Krmilnik običajno uporablja mikroprocesor, programabilni logični krmilnik (PLC) ali namenski čip za krmiljenje gibanja. Lahko doseže natančen nadzor položaja, hitrosti, pospeška in drugih parametrov robotove roke ter lahko tudi obdela informacije, ki jih vrnejo različni senzorji, da doseže nadzor v zaprti zanki. Krmilnik je mogoče programirati na različne načine, vključno z grafičnim programiranjem, besedilnim programiranjem itd., tako da lahko uporabniki programirajo in odpravljajo napake glede na različne potrebe. 2. Senzorji Senzor je pomemben del zaznavanja zunanjega okolja in lastnega stanja robotove roke. Senzor položaja lahko spremlja položaj vsakega sklepa robotske roke v realnem času, da zagotovi natančnost gibanja robotove roke; senzor sile lahko zazna silo robotove roke pri prijemu predmeta, da prepreči zdrs predmeta ali poškodbo; vizualni senzor lahko prepozna in locira delovni predmet ter izboljša raven inteligence robotove roke. Poleg tega obstajajo temperaturni senzorji, senzorji tlaka itd., ki se uporabljajo za spremljanje delovnega statusa in okoljskih parametrov robotske roke.
2. Klasifikacija robotske roke je na splošno razvrščena glede na strukturno obliko, način vožnje in področje uporabe
(I) Razvrstitev po strukturni obliki
1. Kartezična koordinatna roka robota Roka te robotske roke se premika vzdolž treh koordinatnih osi pravokotnega koordinatnega sistema, in sicer osi X, Y in Z. Prednosti so preprosta struktura, priročno krmiljenje, visoka natančnost pozicioniranja itd., in je primeren za nekatera preprosta opravila rokovanja, sestavljanja in obdelave. Vendar pa je delovni prostor robotske roke s pravokotnimi koordinatami razmeroma majhen, fleksibilnost pa slaba.
2. Cilindrična koordinatna robotska roka Roka cilindrične koordinatne robotske roke je sestavljena iz rotacijskega sklepa in dveh linearnih členkov, njen gibalni prostor pa je cilindričen. Ima prednosti kompaktne strukture, velikega delovnega območja, prilagodljivega gibanja itd. in je primeren za nekatere srednje zahtevne naloge. Vendar pa je natančnost pozicioniranja cilindrične koordinatne robotske roke razmeroma nizka, težavnost upravljanja pa razmeroma visoka.
3. Sferična koordinatna robotska roka Roka sferične koordinatne robotske roke je sestavljena iz dveh rotacijskih zgibov in enega linearnega zgiba, njen gibalni prostor pa je sferičen. Ima prednosti prilagodljivega gibanja, velikega delovnega območja in sposobnosti prilagajanja zapletenim delovnim okoljem. Primeren je za nekatera opravila, ki zahtevajo visoko natančnost in visoko prilagodljivost. Vendar pa je struktura sferične koordinatne robotske roke zapletena, težava pri nadzoru je velika, stroški pa so tudi visoki.
4. Zgibna roka robota Zgibna roka robota posnema strukturo človeške roke, sestavljena je iz več rotacijskih sklepov in lahko dosega različne gibe, podobne človeški roki. Ima prednosti prilagodljivega gibanja, velikega delovnega območja in sposobnosti prilagajanja zapletenim delovnim okoljem. Trenutno je najbolj razširjena vrsta robotske roke.
Vendar pa je nadzor zgibnih robotskih rok težak in zahteva visoko tehnologijo programiranja in odpravljanja napak.
(II) Razvrstitev po načinu vožnje
1. Električne robotske roke Električne robotske roke uporabljajo motorje kot pogonske naprave, ki imajo prednosti visoke natančnosti krmiljenja, hitre odzivne hitrosti in nizkega hrupa. Primeren je za nekatere priložnosti z visokimi zahtevami po natančnosti in hitrosti, kot je elektronska proizvodnja, medicinska oprema in druge industrije. 2. Hidravlične robotske roke Hidravlične robotske roke uporabljajo hidravlične pogonske naprave, ki imajo prednosti visoke moči, visoke zanesljivosti in močne prilagodljivosti. Primeren je za nekatere težke robotske roke in priložnosti, ki zahtevajo veliko izhodno moč, kot so gradbeništvo, rudarstvo in druge industrije. 3. Pnevmatske robotske roke Pnevmatske robotske roke uporabljajo pnevmatske pogonske naprave, katerih prednosti so preprosta struktura, nizki stroški in visoka hitrost. Primeren je za nekatere priložnosti, ki ne zahtevajo visoke moči in natančnosti, kot so embalažna, tiskarska in druge industrije.
(III) Razvrstitev po področju uporabe
1. Industrijske robotske roke Industrijske robotske roke se večinoma uporabljajo na področjih industrijske proizvodnje, kot so proizvodnja avtomobilov, proizvodnja elektronskih izdelkov in mehanska obdelava. Lahko realizira avtomatizirano proizvodnjo, izboljša učinkovitost proizvodnje in kakovost izdelkov. 2. Servisna robotska roka Servisna robotska roka se večinoma uporablja v storitvenih panogah, kot so zdravstvo, gostinstvo, storitve na domu itd. Ljudem lahko nudi različne storitve, kot so nega, dostava obrokov, čiščenje itd. 3. Posebna robotska roka Posebna robotska roka se uporablja predvsem na nekaterih posebnih področjih, kot so vesoljsko, vojaško, globokomorsko raziskovanje itd. Za prilagajanje kompleksnim delovnim okoljem in zahtevam nalog mora imeti posebno zmogljivost in funkcije.
Spremembe, ki jih robotske roke prinašajo v industrijsko proizvodno proizvodnjo, niso le avtomatizacija in učinkovitost poslovanja, temveč je spremljajoči sodoben model vodenja močno spremenil proizvodne metode in tržno konkurenčnost podjetij. Uporaba robotskih rok je dobra priložnost za podjetja, da prilagodijo svojo industrijsko strukturo ter nadgradijo in preoblikujejo.
Čas objave: 24. septembra 2024
