A mitme liigesega robot, tuntud ka kui liigendrobot, on tööstusrobot, millel on kaks või enam pöörlevat liigendit. Need liigendid võimaldavad robotil liikuda ja töötada viisil, mis meenutab inimese kätt või muud jäsemetega süsteemi. Mitme liigesega robotid pakuvad rohkem paindlikkust ja osavust kui tavalised ühe liigesega robotid.
Kuidas mitme liigesega robot töötab
Mitme liigendiga roboti põhiomadus, mis eristab seda teistest robotikonstruktsioonidest, on pöörlevate liigendite olemasolu. Need on liigendid, mis võimaldavad liikumist ümber ühe või mitme pöörlemistelje. Robootikas kasutatavad tavalised pöörlevad liigendid on järgmised:
-Pööratavad liigendid: võimaldavad pöörlemist ümber ühe telje. Revolute liigendid võimaldavad painutus- ja voltimisliigutusi.
-Prismaatilised liigendid: võimaldavad lineaarset liikumist mööda ühte telge. Prismaatilised liigendid võimaldavad teleskoop- ja libisemisliigutusi.
-Sfäärilised liigendid: võimaldada pöörlemist umbes kolme risti asetseva telje ümber. Sfäärilised liigendid võimaldavad pööratavaid liigutusi.
Mitme pöördliigendi ühendamisel jäikade lülide kaudu saab konstrueerida mitme liigesega robotkäed, mis jäljendavad inimese käe liikumisulatust. Liigendeid toidavad servomootorid, mis pööravad või libistavad ühendatud linke juhtsignaalide alusel. Mitme liigendiga robotid sisaldavad ka andureid, mis annavad juhtimissüsteemile tagasisidet roboti praeguse konfiguratsiooni kohta.
Üldised konfiguratsioonid
Mitme liigendiga või liigendroboteid on mitu levinud konfiguratsiooni:
- Descartes'i robotid: mida kasutatakse valimiseks ja asetamiseks ja muudeks lineaarseteks liikumisteks, on Descartes'i robotitel kolm prismaatilist liigendit, mille teljed langevad kokku Descartes'i koordinaatsüsteemiga. See tagab liikumise X-, Y- ja Z-mõõtmetes.
- SCARA robotid: SCARA robotid on väga levinud. Neil on kaks paralleelset pöördliigendit, mis tagavad vastavuse, pluss prismaatiline liigend vertikaalseks liikumiseks. Paralleelliigendid võimaldavad SCARA robotitel tõhusalt horisontaaltasandil liikuda.
- Antropomorfsed robotid: need mitme liigesega robotid, mis on loodud imiteerima inimese käe liigutusi, on pöörlevad õla-, küünarnuki- ja randmeliigesed. Mõnel on isegi mitme liigendiga käed. Nende inimlik vorm võimaldab neil toime tulla inimestele mõeldud ülesannetega.
- Silindrilised robotid: Pöörlevate liigenditega keskse "selgroo" ümber ehitatud silindrilised robotid suudavad katta suure tööümbriku, kuna "õlaliiges" võimaldab silindri ümber pöörata.
Rakendused
Tänu oma pöörlemispaindlikkusele on mitme liigendiga robotid väga mitmekülgsed ja suudavad automatiseerida mitmesuguseid tööstuslikke rakendusi, sealhulgas:
- Valige ja asetage ülesanded
- pakkimis- ja kaubaalustele paigutamise toimingud
-Osade kokkupanek
-Sissepritsevormimine
-CNC masina hooldus
-Autokerede ja seadmete keevitamine
- Kumerate pindade värvimine
-Kvaliteedikontroll liikumise ja skaneerimise kaudu
Sisuliselt suudavad mitme liigendiga robotid toime tulla peaaegu iga ülesandega, mis nõuab tööriistade või otsatöötlejate liigutamist erinevate asendite ja suundade kaudu. Oluline on see, et nende võime laiendada oma tööpiirkonda ja vältida kokkupõrkeid muudab need automaatselt väga kasulikuks dünaamilisel viisil suhtlemisel keeruliste või rahvarohkete keskkondadega.
Eelised ühe liigendiga robotite ees
Kuigi ühe liigendiga robotid suudavad saavutada väga kõrge kiiruse ja täpsuse, kannatavad nad piiratud paindlikkuse tõttu. Näiteks lihtne Descartes'i pukk-robot suudab saavutada ainult lineaarse liikumise kolme telje vahel.
Seevastu mitme liigesega robotkäed võivad:
- Jõua ümber takistuste: teelt kõrvale painutades või pöörates saavad nad töötada kitsastes kohtades.
- Tööriistade ümberorienteerimine: roboti randmele või äärikule paigaldatud tööriistu saab ülesande ajal tsentrifuugida ja kallutada peaaegu igas suunas.
- Kokkupõrke vältimine: mitme liigesega käsivarrel on tarkvara, mis võimaldab neil end ja teisi tööruumis olevaid esemeid automaatselt eest ära kõverdada.
- Pidev liikumine: need võivad vahepealsete positsioonide kaudu sujuvalt "pöörata", võimaldades selliseid toiminguid nagu suurte kõverate pindade keevitamine.
Sisuliselt pakuvad korralikult rakendatud mitme liigendiga robotid suuremat autonoomiat, tõhusust ja tootmise paindlikkust võrreldes jäigemate robotitega.
Juhtimissüsteemid mitme liigesega robotitele
Liigendatud robotites esinevate arvukate liigeste ja telgede liikumise koordineerimiseks on vaja keerukaid arvutijuhtimissüsteeme:
- Kinemaatika: matemaatilised koordinaatide teisendused peavad pidevalt jälgima roboti tööriistaotsa 6D-asendit, lähtudes mitme pöördliigendi nurgaasenditest.
- Teekonna planeerimine: kokkupõrgete vältimiseks ja tõhususe maksimeerimiseks tuleb optimaalsed liikumisrajad ülesannete täitmisel eelnevalt välja arvutada või dünaamiliselt genereerida.
- Kompensatsioonialgoritmid: õla paindlikkusest ja liigendite/hammasrataste lõtkidest tingitud kõrvalekaldeid sihtmarsruudist tuleb tuvastada ja sellele tuleb reageerida täiturmehhanismidele saadetavate kompensatsioonisignaalide kaudu.
- Mitme muutujaga juhtimine: mitu ühendatud osalist diferentsiaalvõrrandit reguleerivad mitme liigendiga õlavarre keerulist dünaamikat, mis nõuavad täpsuse ja kiiruse jaoks väga reageerivat, reaalajas mitme täiturmehhanismi juhtimist.
Selle tulemusel tugineb mitme liigesega robotite programmeerimine tarkvarale, mis lihtsustab juhtimist kuni põhiliste koordinaatide sisendite, liikumise eelseadete, tööriistade orientatsioonide ja lõppefektori toiminguteni. See vabastab insenerid keerukate matemaatika- ja dünaamikaarvutuste käsitsi lahendamisest.
Koostöörobotite eelised
Suhteliselt uus valdkond mitme liigesega robootikas on koostöörobotid ehk "kobotid". Cobotid on loodud töötama ohutult, kui nad suhtlevad inimestega ühises tööruumis, ilma ohuta või turvavalve vajaduseta. Sisseehitatud andurid põhjustavad inimesega kokkupuutel roboti käe või käe automaatse peatumise.
Sellel koostööl põhineval lähenemisviisil on palju eeliseid:
- Intuitiivne programmeerimine: Coboteid saab kodeerimise asemel käsitsi õpetada juhendatud õpetamise teel, muutes need väga kasutajasõbralikuks.
- Lihtne kasutuselevõtt: kerge konstruktsioon võimaldab koboteid kiiresti seadistada peaaegu kõikjal. Pole vaja jäikaid piirdeid ega vundamente.
- Ohutum koostoime: igas liigeses tundlikud puutetundlikud nahad ja/või pöördemomendi tuvastamine panevad kobotid reageerima inimkontaktile asjakohaselt.
- Paindlik automatiseerimine: jagatud tööruumid võimaldavad operaatoritel tõhusalt koordineerida ülesandeid robotitega.
- Taskukohasemad lahendused: turvatõkete kõrvaldamine vähendab oluliselt süsteemi üldkulusid ja jalajälge.
- Täiustatud tööjõud: inimesed saavad hakkama keeruliste kognitiivsete ülesannetega, samal ajal kui kobotid vabastavad nad igavast ja ergonoomiliselt koormavast tegevusest.
Cobotid vähendavad sellega takistusi robotite kasutuselevõtul väikeettevõtetes, edendades samal ajal inimeste ja masinate ohutumat koostööd olemasolevates rajatistes. See uus intuitiivse ja taskukohase automatiseerimise paradigma juhib jätkuvalt uuenduslikke cobot-lahendusi paljudes tööstusharudes.
Mitme liigesega robotite tulevik
Kuna arvuti töötlemisvõimsus paraneb, paranevad ka liigendrobotite ja nende juhtimisliideste võimalused. Rakenduste laiendamine koos lihtsama programmeerimisega toob kaasa mitme liigesega robotite leviku üha enamates tööstusharudes.
Ja ühendades mitme liigendiga disainide paindlikkuse tehisintellekti ja laiendatud sensoorse tajuga, saavutavad homsed robotid palju suurema autonoomia. Suure tööruumiga robotid on polümeeride, laiendatud kinemaatika ja isegi kaablite kasutamise kaudu üle minemas jäigalt metallimassilt ühilduvamatele ja reageerivamatele "pehmetele robotitele".
Lõppkokkuvõttes, kui nende füüsilised võimalused ja intelligentne reageerimisvõime arenevad, hakkavad mitme liigendiga robotid koos inimpartneritega üha enam koostööd tegema, muutes nad neljanda tööstusrevolutsiooni võtmejõuks.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. on kõrgtehnoloogiline ettevõte, mis on spetsialiseerunud automaatsete laserkattemasinate, kiire laserkattemasina, laserkarastusmasina, laserkeevitusmasina ja laser-3D-printimise seadmete uurimis- ja arendustegevusele, tootmisele ja müügile. Meie tooted on kulutõhusad ja neid müüakse nii kodu- kui välismaal. Kui olete meie toodetest huvitatud, võtke meiega ühendust aadressilbob@gshenglaser.com.