Endüstriyel robot, endüstriyel uygulamalar için tasarlanmış çok-eklemli bir manipülatör veya çok-dereceli-serbestlik-makinesi cihazıdır. Çeşitli işlevleri gerçekleştirmek için kendi gücüne ve kontrol yeteneklerine güvenerek görevleri otomatik olarak gerçekleştirebilir. İnsanlar tarafından kumanda edilebilir veya önceden programlanmış- sıralara göre çalışabilir. Modern endüstriyel robotlar da yapay zeka teknolojisi kullanılarak oluşturulan prensiplere göre hareket edebiliyor.
Endüstriyel bir robot üç temel parçadan oluşur: gövde, tahrik sistemi ve kontrol sistemi. Taban ve aktüatörler de dahil olmak üzere gövde, kol, bilek ve elden oluşur; Bazı robotların aynı zamanda bir hareket mekanizması da vardır. Çoğu endüstriyel robotun 3-6 serbestlik derecesi vardır ve bilek tipik olarak 1-3 serbestlik derecesine sahiptir. Tahrik sistemi, aktüatörlerin karşılık gelen hareketleri üretmesini sağlamak için kullanılan güç ünitesini ve aktarım mekanizmasını içerir. Kontrol sistemi, giriş programına göre sürücü sistemine ve aktüatörlere komut sinyalleri verir ve kontrolü gerçekleştirir.
Endüstriyel robotlar kol hareketlerine göre dört tipe ayrılır:
1. Kartezyen koordinat kolları: üç Kartezyen koordinat boyunca hareket edin;
2. Silindirik koordinat kolları: kaldırma, döndürme ve uzatma/geri çekme hareketlerini gerçekleştirir;
3. Küresel koordinat kolları: döndürme, eğim verme ve uzatma/geri çekme;
4. Mafsallı kollar: birden fazla dönme bağlantısına sahiptir.
Bugün bu dört tip endüstriyel robotu inceleyelim ve hangisine en aşina olduğunuzu görelim.
Çok-eksenli Robotlar
Tek-eksenli manipülatörler, endüstriyel robotik kollar, elektrikli silindirler vb. olarak da bilinen çok-eksenli robotlar, temel matematiksel modelleri olarak XYZ Kartezyen koordinat sistemi üzerine kurulmuş robot sistemleridir. Temel çalışma birimleri olarak tahrikli tek-eksenli manipülatörler olarak servo motorları veya step motorları, ortak iletim yöntemleri olarak da bilyalı vidaları, senkron kayışları ve kremayer ve pinyon dişlilerini kullanırlar. XYZ üç-boyutlu koordinat sistemindeki herhangi bir noktaya ulaşabilirler ve kontrol edilebilir bir hareket yörüngesini takip edebilirler.
Çok-eksenli robotlar, tahrik ve programlanabilir kontrol için bir hareket kontrol sistemi kullanır. Doğrusal ve kavisli hareket yörüngeleri, çok-noktalı enterpolasyon kullanılarak oluşturulur ve işlem ve programlama, rehberli öğretim programlaması veya koordinat konumlandırma yoluyla gerçekleştirilir.
SCARA Robotu
SCARA robotu, silindirik koordinatlara sahip özel bir endüstriyel robot türüdür. Bir düzlemde konumlandırma ve yönlendirme için paralel eksenlere sahip üç döner mafsala sahiptir. Geriye kalan eklem, düzleme dik uç efektör hareketi için kullanılan bir öteleme eklemidir. Bilek referans noktası, şekilde gösterildiği gibi, iki döner eklemin φ1 ve φ2 açısal yer değiştirmeleri ve öteleme ekleminin z yer değiştirmesi, yani p=f(φ1, φ2, z) tarafından belirlenir. Bu robotlar hafiftir ve hızlı tepki süresine sahiptir; örneğin Adept 1 SCARA robotu, tipik mafsallı robotlardan birkaç kat daha hızlı, 10 m/s'ye kadar hızlara ulaşabilir. Düzlemsel konumlandırma ve dikey montaj işlemleri için en uygunudur.
Resim
XY koordinatları (ön, arka, sol, sağ)
Resim
Z koordinatları (yukarı, aşağı)
Koordinat robotu
Resim
Koordinat robotu, otomatik kontrol, yeniden programlanabilir işlem, çoklu serbestlik derecesi ve uzamsal Kartezyen ilişkiler yeteneğine sahip,-çok amaçlı bir manipülatördür. Operasyonu öncelikle X, Y ve Z eksenleri boyunca doğrusal hareketi içerir. Koordinat robotları, sürüş ve programlama kontrolü için bir hareket kontrol sistemi kullanır. Doğrusal ve kavisli yörüngeler, çok-noktalı enterpolasyon yoluyla oluşturulur ve işlem ve programlama, rehberli öğretim programlaması veya koordinat konumlandırma yoluyla gerçekleştirilir.
Düşük-maliyetli, basit-yapılı bir otomatik robot sistemi çözümü olarak koordinat robotları, dağıtım, damla kalıplama, püskürtme, paletleme, sıralama, paketleme, kaynak, metal işleme, taşıma, yükleme ve boşaltma, montaj ve yazdırma gibi yaygın endüstriyel üretim alanlarına uygulanabilir. Manuel emeğin yerini alması, üretim verimliliğinin artırılması ve ürün kalitesinin istikrara kavuşturulması açısından önemli uygulama değeri sunarlar.
Seri ve Paralel Robotlar
Bir seri robotun seri yapısı açık bir kinematik zincirdir; hareketli bağlantıları kapalı bir yapısal zincir oluşturmaz. Seri robotlar geniş bir çalışma alanı sunar ve hareket ettirilmeleri daha kolaydır; tahrik eksenleri arasındaki bağlantı etkilerini ortadan kaldırır. Ancak her eksenin bağımsız olarak kontrol edilmesi gerekir; bu nedenle hareket doğruluğunu artırmak için kodlayıcılar ve sensörler gerekir.
(Resim)
Paralel robotlar ise uygulamada geleneksel endüstriyel seri robotları tamamlayarak kapalı bir kinematik zincir oluşturur. Paralel robotlar dinamik hatalara daha az eğilimlidir ve hata birikimi olmadan yüksek doğruluk sergiler. Ayrıca, çoğu çıkış ekseninin eksenel kuvvet taşıdığı kompakt ve sağlam yapıları, yüksek sertlik ve yük-taşıma kapasitesi sağlar. Ancak paralel robotlar için ileri çözüm, ters çözüme göre daha zordur.
Resim
2 DOF Paralel Robot
Resim
3 DOF Paralel Robot
DDoS paralel mekanizmaları çeşitli ve karmaşık olup genellikle aşağıdaki kategorilere girer:
1. İki öteleme ve bir dönme eksenine sahip olan 3-RRR mekanizması gibi düzlemsel 3-DOF paralel mekanizmalar;
2. 3-UPS-1-S küresel mekanizması gibi küresel 3-DOF paralel mekanizmalar. Bu türün kinematikleri hem ileri hem de ters kinematikte basittir, bu da onu yaygın olarak kullanılan bir 3 boyutlu mobil uzaysal mekanizma haline getirir;
3. Delta paralel robot gibi uzaysal 3-DOF paralel mekanizmalar. Bu mekanizmaların sıralaması yetersizdir ve en belirgin özellikleri, hareketlerinin çalışma alanı içerisinde farklı noktalarda farklılık göstermesidir.
4. Başka bir kategori, ilave yardımcı bağlantılar ve kinematik çiftler içeren uzaysal mekanizmaları içerir.
Görseller
4-DOF Paralel Robot
Görseller
6-DOF Paralel Robot
6-DOF paralel mekanizmalar, paralel robot mekanizmalarının önemli bir kategorisidir ve hem yurt içinde hem de yurt dışında bilim adamları tarafından en çok incelenen paralel mekanizmalardır. Uçuş simülatörlerinde, 6D kuvvet ve tork sensörlerinde ve paralel takım tezgahlarında yaygın olarak kullanılırlar. Ancak bu mekanizmalara yönelik ileri kinematikler, dinamik modellerin oluşturulması ve paralel takım tezgahlarının doğruluk kalibrasyonu gibi pek çok temel teknoloji tam olarak çözülmemiştir.
