Kaj je robotska roka?
Povezave, sklepi in orodje na koncu
A robotska rokaje niz električnih segmentov-imenovanih povezave-povezanih z motoriziranimi spoji, z orodjem nameščenim na skrajnem koncu. Ti trije deli so cela zgodba: povezave zagotavljajo doseg, sklepi zagotavljajo gibanje in končni efektor-prijemalo, varilec ali kar koli drugega, kar zahteva delo-opravi dejansko delo. Predstavljajte si svojo roko: kosti, sklepe in roko. Toda "robotska roka" je le eno od več imen za ta stroj in uporabljata se izmenično veliko pogosteje, kot bi se smela.
Robotska roka proti industrijskemu robotu proti kobotu proti manipulatorju
Tukaj je del, ki ga večina spletnih mest preskoči: ti štirje izrazi niso na isti ravni in eden od njih pomeni nekaj zelo specifičnega, ko se ukvarjate z brizganjem.
Robotska rokaje vsakodnevno ime za samo zglobno strojno opremo-povezave, sklepe in končni efektor, ki smo ga pravkar opisali.
A manipulator, pri brizganju, ni sinonim za to roko-je robot za odvzem-ven: enota, nameščena na stroju za vlivanje, ki seže v kalup, prime končni del ali vodilo in ga dvigne v vsakem ciklu. Običajno gre za linearno, kartezijsko zasnovo, ne za zgibno roko, ki si jo predstavlja večina ljudi. Torej tukaj "manipulator" poimenuje določenega robota za razkalupljanje, ne splošne strojne opreme.
Anindustrijski robotje celoten stroj v tovarni: roka ter njen krmilnik in pogonski sistem, zgrajen za proizvodnjo. Vsak industrijski robot vsebuje robotsko roko, vendar besedna zveza kaže na celotno delovno enoto,-zato je prava razlika med robotsko roko in industrijskim robotom del ali pakiran izdelek.
A kobot(sodelujoči robot) je podvrsta, ki jo določa namen, ne oblika. To je robotska roka, zasnovana za varno delo skupaj z ljudmi-počasneje,-z omejeno silo, pogosto brez potrebe po kletki. Vprašanje robotske roke v primerjavi s kobotom ni "katera je katera", ampak "ali je ta roka ustvarjena za delitev prostora z ljudmi?"
Tri stvari, ki se jih ljudje zmotijo glede robotskih rok
1. Nakup robota ne avtomatizira ničesar.Roka sama ne more opravljati koristnega dela, dokler ni okoli nje sistem. Prava avtomatizacija potrebuje celotno celico-napeljave, senzorje, varnost, dovajanje delov in krmilnik, ki to povezuje. Roka je ena komponenta tega sistema, ne sistem sam.
2. Ponovljivost ni točnost.Podatkovni list, ki se hvali z ±0,02 mm, skoraj vedno pomeni ponovljivost-kako tesno se roka vrne na točko, ki so jo naučili-in ne, kako natančno zadene koordinato, ki je niso nikoli naučili. Za vse, kar je podobno strojni obdelavi, je ta vrzel izjemno pomembna.
3. Več osi ni samodejno boljše.6-osna roka je bolj prilagodljiva, vendar prilagodljivost, ki je ne potrebujete, je samo dodaten strošek, zapletenost in več mest za vnos napak. Številna opravila potekajo hitreje in zanesljiveje na 4-osni roki.
Kako deluje robotska roka?
Gibalna veriga
Kako torej deluje robotska roka, od trenutka do trenutka? Vsako gibanje poteka po isti verigi. Krmilnik izračuna trajektorijo-kje mora biti posamezen sklep in kdaj. Te cilje pošlje servo motorjem, ki napajajo pogon. Vsak servo napaja reduktor, ki zamenja hitrost za navor, tako da lahko majhen, hiter motor premika težko roko počasi in natančno. To spremeni spoj, spoji pa skupaj postavljajo končni efektor, ki opravlja dejansko delo-prijemanje, varjenje, razdeljevanje. In to je zaprta zanka: kodirniki na vsakem sklepu poročajo svoj dejanski položaj nazaj krmilniku, ki ga sproti popravlja.
Osi in prostostne stopnje
Vse v tej verigi služi enemu cilju: postaviti orodje, kamor ga potrebujete, pod kotom, ki ga potrebujete. To je kajsekireinstopnje svobodeopišite-in tam gre veliko nakupnih odločitev tiho narobe.
Vsaka os je en sklep, ki se premika neodvisno; število neodvisnih gibov je prostostna stopnja roke. Na standardni 6-osni roki se delo čisto razdeli na dve polovici.Položaj ročaja osi 1–3-orodje pripeljejo do točke v prostoru (levo/desno, naprej/nazaj, gor/dol).Usmerjenost ročaja osi 4–6-nastavijo kot orodja, ko je tam (nagibanje, naklon in odklon zapestja).
Ta delitev je celotno izbirno pravilo. Vprašajte se, kaj vaš proces dejansko zahteva:
Varjenjepotrebuje gorilnik, da se sreča s šivom pod določenim kotom in ga drži, medtem ko sledi spoju. Sam položaj tega ne more storiti-potrebujete orientacijo zapestja. Zato je varjenje skoraj vedno6-osni.
Paletiranjevečinoma pomeni izbrati škatlo, dvigniti, zavrteti, postaviti na ravno površino. Gor-dol in vrtenje pokrije, tako da a4-osniroka opravi delo hitreje in ceneje, z manj napakami.
Hitro pravilo: morate orodje nagniti ali zavrteti, da opravite delo? Pomislite na 6 osi. Samo premikanje gor-dol in vrtenje? 4 je lahko dovolj.
Kaj senzorji pravzaprav počnejo
Roka je dobra le toliko, kolikor dobro čuti, kje je-in česa se dotika. To obremenitev nosijo tri vrste senzorjev, vendar niso enako pomembne.
Kodirnikisporočite položaj sklepa-hrbtenico zaprte zanke. Razlika, ki vas dejansko grize, je absolutni in inkrementalni kodirnik. Inkrementalni kodirnik šteje premike od kjer koli je bil ob vklopu-napajanja, tako da mora roka po izpadu električnega toka ali menjavi prestave pogosto zagnati rutino vrnitve -v domovino, preden lahko deluje. Absolutni kodirnik shrani svoj dejanski položaj, ne glede na to, ali je pod napajanjem ali ne. Predstavljajte si ponedeljkovo jutro: prižge se roka z absolutnimi kodirniki, ki že ve, kje se nahaja vsak sklep; nekdo na inkrementalnih kodirnikih bo morda moral najprej plaziti nazaj do domače reference. Pri vsaki menjavi izmene in izpadu to ni več opomba.
Senzorji-navora siledati roki občutek dotika. Občutek kontaktne sile-in ne slepo premikanje na položaj-je tisto, kar omogoča vstavljanje (namestitev dela brez zagozdenja) in brušenje ali poliranje (vožnja po površini z enakomernim pritiskom).
Vizijaobravnava neznano: ko deli prispejo nepritrjeni-razvezani v smetnjaku ali na različnih mestih na pasu-jih poišče, tako da se roka prilagodi, namesto da pričakuje del na enem naučenem mestu.
Reference o senzorjih sile-navora: [https://arxiv.org/pdf/2103.11123]
Kinematika v navadni angleščini
Vtipkate koordinato in roka gre tja. Za tem je inverzna kinematika in najčistejši način, da to občutite, je lastna roka.
Posezite po skodelici na mizi. Ničesar niste izračunali,-toda vaši možgani so takoj ugotovili, kako daleč naj upognejo ramo, komolec in zapestje, da vaša roka pristane točno tam. To je inverzna kinematika: začnite od mesta, kjer mora biti orodje, in za nazaj določite kote spoja, zaradi katerih je orodje postavljeno tja.
Kinematika naprej je povratna vožnja-glede na sklepne kote, kje konča roka? Lažje izračunati, a manj pogosto tisto, kar dejansko potrebujete.
Z vsakim gibom vaše roke krmilnik tiho rešuje naprej in obratno kinematiko: vi poimenujete cilj, on poišče kote. To je ves trik-ni potreben zid formul.
Reference o kinematiki robotske roke: [https://arxiv.org/pdf/2303.09645]
Od kod resnično prihaja natančnost
Popolna kinematična rešitev je še vedno napačna, če je strojna oprema ne zdrži. Prava natančnost izhaja iz treh fizikalnih stvari, ki se sestavljajo.
Reduktor-pravi tip, pravo mesto. RV reduktorjisedenje na dnu in nižje osi: tog, zgrajen za prenašanje težkih bremen na dosegu roke.Harmonični reduktorji (deformacijski-valovi).sedi v zapestju: kompakten, lahek, skoraj-brez zračnosti, za kraje, kjer je tovor majhen, vendar je natančnost kritična. Postavite harmonični pogon tja, kamor sodi avtodom, in roka se upogne pod obremenitvijo-ne gre za to, kateri je "boljši", ampak katera ustreza.
Togost.Vsaka napaka v strukturi se poveča na konici orodja: majhen kotni odklon na spoju postane velika napaka na meter stran. Toga roka drži naučeno točko pod obremenitvijo; prožna se odnese takoj, ko se tovor ali gibanje spremenita. To je velik razlog, da dve roki s skoraj-enakimi specifikacijami ne delujeta enako.
Toplotni drift.Ko motorji in zobniki tečejo, se segrejejo, kovina se razširi in položaj orodja se premakne-običajno najbolj v prvi uri po hladnem zagonu. Zato se visoko{2}}natančno delo začne z ogrevanjem-: premikajte roko, dokler ne doseže temperaturnega ravnovesja, nato zaupajte njegovim številkam. Videli smo hladno-start drift tiho uničenje prvega-preverjanja člankov, za katera so vsi krivili programiranje.
Praktična različica: potrebujete ponovljivost razreda ±0,02 mm-za prvi-pregled izdelka? Ne merite na hladnem stroju-naj se najprej ogreje.
Glavne vrste robotskih rok
Zgibni (6-osni)
Thezgibni robot-običajno a6-osni roka-je privzeta nastavitev z razlogom: je najbolj prilagodljiva oblika z dosegom usmerjenosti za delo pod skoraj katerim koli kotom. Pokriva najširšo paleto del: varjenje, montaža, vzdrževanje strojev, nakladanje in razkladanje. Kompromis-je strošek in zapletenost programiranja-vso to svobodo je treba plačati in se je naučiti.
Kdaj ga ne uporabiti:za čisto visoko{0}}hitrost, lahek izbir-in-mesto (Delta je hitrejša) ali preprost ploski prenos od zgoraj-navzdol (SCARA je to cenejša).
SCARA
A SCARA robotima hitro delo od zgoraj-navzdol na ravni ravnini-visoka-hitra izbira-in-mesto, sestavljanje, razdeljevanje. Je hiter, cenovno dostopen in tog v vodoravni ravnini, kjer se te naloge tudi izvajajo. Omejitve so druga stran: malo navpične svobode in šibek nadzor orientacije, tako da v trenutku, ko je pri nalogi potrebno orodje pod kotom ali resnično spretnost gor-dol, SCARA ni vaša roka.
Kartezijsko / portalno
Ko potrebujete veliko delovno ovojnico, vendar je gibanje preprosto in ravno-črtno, akartezijanskiozportalni robotustreza. Njegove gibe je enostavno razumeti in jih je mogoče prilagoditi skoraj poljubni velikosti, zaradi česar je naraven za premikanje velikih delov ali nakladanje-v slogu nosilca. Kompromis-: zavzame veliko prostora, ponuja malo možnosti orientacije in ne bo zmagal pri hitrosti. Na drugi skrajnosti je majhen tovor, ki zahteva izjemno hitrost.
Delta/vzporedna-povezava
A Delta, ozvzporedni{0}}robot, je zasnovan za eno stvar: neverjetno hitrost pri zelo nizki nosilnosti. Zaradi svoje vzporedne strukture je najhitrejša roka na tleh za visoko{1}}hitro sortiranje v hrani, farmaciji in elektroniki-in se naravno ujema z vidom za naključno izbiranje. Toda ta hitrost se kupi s koristnim tovorom: Delte nosijo zelo malo, delujejo v plitvi skledasti-obliki ovojnice in so napačno orodje za kar koli težkega. Vse to so običajne industrijske orožja. Še en razred je zgrajen posebej za delitev prostora z ljudmi.
Sodelujoče orožje (koboti)
A sodelovalni robotje zgrajen za delo v bližini ljudi brez kletke-zaradi česar je hiter za namestitev, enostaven za premikanje med nalogami in zelo primeren za mešane linije človeških-robotov in visoko-mešano,-delo z nizko glasnostjo.
Toda ta varnost ima svojo ceno in jo je vredno poimenovati. V -omejenem načinu-načinu, ki mu omogoča, da teče v kletki-brezplačno-je kobot počasnejši in na splošno nosi manj tovora kot industrijsko orožje. In "sodelujoče" ne pomeni "neobvezna ocena tveganja": ostro orodje ali težek del na koncu ga še vedno potrebuje. Torej pošteno kadriranjecobot proti industrijskemu robotuni varnejši-v primerjavi z-nevarnim; to je druga trgovina.
Sodba: pogosta človeška interakcija + nizek-do-zmeren takt + tesen prostor → kobot si zasluži. Močan takt, velik tovor ali ograjeno-območje avtomatizacije → običajna roka z ustreznim varovanjem bo premagala. Pogosta napaka je, da kupimo kobota, da doseže agresiven takt čas, nato pa ga poženemo s silo-omejeno hitrostjo in vseeno zgrešimo cilj. Skoraj vsak vodnik preskoči en razred-, kar je po naključju naš domači teren.
Roboti-za brizganje
Anrobot za odvzem-za brizganje(pogosto imenovano anIMM robot--triosni servo manipulator ali enostavnejšipobiralec smrekeza vrata in vodila) seže v kalup v trenutku, ko se odpre, odstrani končni del, loči vodilo in lahko vstavi vložke za naslednji strel.
Tisto, zaradi česar je samosvoja vrsta-in ne samo kartezijanska roka, parkirana na stroju za oblikovanje-je čas. Sinhroniziran je s ciklom oblikovanja: vsako gibanje je koreografirano okoli odpiranja in zapiranja kalupa, tako da delček sekunde izven mesta upočasni cikel ali ogrozi orodje. Ta globoka povezava je razlog, zakaj-roka za splošne namene redko dobro opravi to delo.
6 specifikacij, ki odločajo, ali lahko roka opravi vaše delo
Tovor
Thetovor robotaspec je tisto, kjer gre izbira najprej narobe, ker ljudje merijo na težo dela in pozabijo na strojno opremo, ki jo drži. 8-kilogramski del na 4-kilogramskem prijemalu predstavlja 12-kilogramsko obremenitev-zato potrebujete vsaj 12-kilogramsko-roko, ne 8-kilogramsko. In teža ni vsa zgodba: dlje kot je obremenitev od roba zapestja, večji moment ustvarja, zato se ne{9}}sredinski ali podaljšani del obnaša kot še težji. Velikost do dela + prijemalo + odmik dosega, nikoli del sam.
Doseg v primerjavi z delovno ovojnico
Podatkovni listdosečije največja razdalja, ki jo lahko iztegne roka-vendar to ni prostor, ki ga lahko dejansko uporabite. Pravidelovna ovojnica robotaje grudast, nepravilen volumen in na svojem zunanjem robu se roka lahko dotakne točke, vendar je pogosto ne more doseči v smeri, ki jo potrebuje vaše delo. Blizu baze in zunaj na skrajnem obroču so dejansko mrtve cone. Preberite torej doseg v primerjavi z delovno ovojnico kot "največjo raztegljivost" v primerjavi z "uporabnim, polno{2}}delovnim prostorom"-in oblikovanjem za slednje.
Ponovljivost proti natančnosti
To je specifikacija, ki jo skoraj vsi berejo narobe.
Ponovljivostje zmožnost vračanja na isto točko znova in znova-tudi če je ta točka izklopljena. Ponovljivost ±0,05 mm pomeni, da roka vsakič zadene isto točko z natančnostjo 0,05 mm; nič ne pove o tem, ali je to mesto tisto, kar ste si dejansko želeli.
Natančnostje drugačna, težja sposobnost doseči pravo točko v prostoru. Skoraj vsaka številka podatkovnega lista je ponovljiva.
Za varjenje ali paletiranje-naučite točko enkrat, ponavljajte za vedno-ponovljivost je vse, kar potrebujete. Natančnost postane kritična samo pri absolutnem pozicioniranju: programiranje brez povezave ali prepuščanje naučene poti na nov del brez ponovnega -učenja. Odkrito povedano: ±0,05 mm je zmožnost vrnitve natančno na isto napačno točko.
Hitrost in čas cikla
Hitrost v podatkovnem listu je najvišja-največja skupna hitrost, neobremenjena, v ravnem nizu. Tvoja linijačas ciklaje zgrajena iz vsega, kar poči, pusti ven. Pravo gibanje porabi čas za pospeševanje in upočasnjevanje pri vsakem gibu; pri načrtovanju poti okoli ovinkov in ovir; v ležišču pri vsakem pobiranju in postavitvi, medtem ko se prijemalo odpre ali zapre; in vI/O rokovanja, kjer roka čaka na signal s tekočega traku, PLC-ja ali stroja. Dodajte resnično koristno obremenitev in najvišja hitrost še bolj pade. Zato kataloška številka ni nikoli enakatakt čas.
Če potrebujete pravega, ga simulirajte-ali pa naj vaš integrator oceni čas cikla na vaši dejanski poti in tovoru, ne na specifikacijskem listu.
Sekire
Tukaj je samo odločitev. vprašaj:
Ali je treba orodje nagniti, obrniti ali se približati pod kotom? →6 osi.
Ali mora doseči okoli ovire ali zadržati zapleteno pozo? →6 osi.
Ali je delo ravno-gor/dol plus vrtenje, da ga postavite? →4 osije dovolj.
Več osi ni brezplačna nadgradnja: vsaka dodatna os poveča stroške, dodatno programiranje in še en spoj za vzdrževanje. Torej4 osi proti 6 osivprašanje je res "katera je najmanjša spretnost, ki opravlja moje delo?"-kupite to, ne več.
okolje
Zadnja specifikacija se preskoči, dokler ne ugrizne: okolje je velikosti roke toliko kot naloga. Varjenje povzroča brizganje in vročino, zato želite zgradbo,-odporno na brizganje, -tolerantno na vročino. Pri brušenju in razigljevanju se nabira fin prah, kar zahteva visoko oceno IP in dobro tesnjenje. Brizganje je vroče, zato je temperatura pomembna. inmontaža robota-tla, obrnjena stran, stena ali tirnica-spremenijo, kaj lahko doseže roka in kako togost je.
Pošljite nam svojo delno težo, čas cikla in postavitev - določili vam bomo roko →
Kako izbrati robotsko roko glede na uporabo
Varjenje
Varjenje je avarilni robotNjegovo značilno delo in potrebuje 6 osi-gorilnik se mora srečati s šivom pod kotom in ga držati. Poleg tega bodite pozorni na tri stvari, ki jih tehnični list ne bo označil: tanko zapestje, ki se lahko potopi v notranjost obdelovanca brez trka; notranja napeljava kablov in cevi (oble-ven), tako da se kabli ne zataknejo ali obrabijo ob del; in pozicioner v usklajenem gibanju, da zasuka del v doseg. Dodajte zaščito pred škropljenjem in toploto in imaterobotska varilna celica, ne samo roka. [Varilna linija →]
Paletiranje
A robot za paletiranjeponavadi želi 4 osi-naloga je dviganje, vrtenje, postavitev na ravno in dve dodatni osi tukaj ne kupita ničesar. Kar potrebuje, je visoka nosilnost v kombinaciji z dolgim dosegom, tako da lahko zgradi celoten sklad brez prestavljanja. Dve stvari odločata o tem, ali deluje dobro: načrtovanje vzorca (kako se škatle ugnezdijo, plast za plastjo, v stabilno paleto) in prijemalo. Ta zadnja je tiha past-ukrivljene, prožne ali nepravilne izdelke je težko zanesljivo prijeti in konec-orodij-roke, ne robot, je običajno tisto, kjer projekti paletiranja zastanejo. [Linija za paletiranje →]
Oskrba CNC / strojev
A robot za vzdrževanje strojevnaklada surovine in razklada dokončane dele-preprosto v teoriji, integracija-težka v praksi. Pravo delo je čas. Dvojno prijemalo (končni del v eni čeljusti, neobdelani surovec v drugi) prekine cikel z zamenjavo obeh v enem samem obisku. In robot živi ali umre naprejCNC nalaganjerokovanje: pogovarja se s strojem prek V/I, čaka na signal-odprtih vrat in zaporedje svojega vnosa, tako da nikoli ne seže noter, preden se vrata sprostijo ali vpenjalna glava sprosti. Napačen čas se bo zrušil. [Linija za nego stroja →]
Pick & Place / Press Feeding
Visoka-hitrostpick and place robotdelo in tiskovno hranjenje živi in umri na takt in čas. Hitra, lahka pnevmatska prijemala ohranjajo takt, toda o tem, o čemer se ni-mo pogajati, je varnostni čas: pri podajanju stiskalnice roka vstopi in počisti določeno varnostno območje, sinhronizirano z matrico, in mora biti popolnoma ven, preden se baten spusti. Tu ni možnosti za pozen izhod. Ko je treba dele tudi tesno namestiti, ponovljivost vodi izbiro. [Pritisnite napajalno linijo →]
Brizganje navzven-
Zabrizganje odvzem-ven, izbira vklopi, kako tesno je manipulator povezan s stiskalnico. Ostati mora v koraku s ciklom oblikovanja, vstopiti v kalup v-sekundi, ko se odpre, in izprazniti, preden se zapre. Torej je pomembna specifikacija sinhronizacija cikla, ne surova hitrost.
Tri podrobnosti o nanosu odločajo o ostalem: iz-natančnost za čisto dviganje občutljivih delov iz votline, zanesljivo ločevanje vodil in zaavtomatizacija za oblikovanje vstavkov, natančnost namestitve za nastavitev vložkov v kalup pred strelom. To je naša osnovna linija,-ki se ujema z vašim strojem in kalupom, ne prodaja s police. [Linija za odvzem-brizganje →]
Zaključek
Pri izbiri robotske roke pravzaprav ne gre za izbiro stroja. Gre za prevajanje vašega dela, vašega takta in vaše postavitve v sistem, ki dejansko deluje-zato je roka le polovica odločitve in le redko tista polovica.
Torej, preden izberete ožji izbor posameznega modela, naredite tri stvari:
Stehtajte dejansko obremenitev- vaš del plus prijemalo plus morebitni odmik dosega, ne sam del.
Določite svoj pravi takt- celoten cikel s pospeševanjem, zadrževanjem in V/I rokovanjem, ne največjo hitrostjo podatkovnega lista.
Odločite se, kaj dejansko kupujete -samo roko ali roko plus prijemalo in kontrole, ki jih potrebuje, da dejansko opravi delo.
Pravilno upoštevajte te tri in že ste v prednosti pred večino kupcev, saj določate rezultat namesto robota.
Ko boste pripravljeni, nam pošljite svojo delno težo (s prijemalom), ciljni čas cikla in vašo postavitev-in vrnili se vam bomo s specifikacijo, ki ustreza nalogi, ne s splošno kataloško številko.
Pošljite nam svoje specifikacije in pomagali vam bomo izbrati →
pogosta vprašanja
Kakšna je razlika med robotsko roko, industrijskim robotom, kobotom in manipulatorjem?
Robotska roka je sama strojna oprema. Industrijski robot doda krmilnik in poganja. Kobot varno dela v bližini ljudi. Pri brizganju "manipulator" pomeni robota za odvzem-.
Ali je ponovljivost enako natančnosti?
Ne. Ponovljivost pomeni vsakič vrnitev na isto naučeno točko, tudi če je napačna. Natančnost pomeni sploh doseči pravo točko. Večina podatkovnih listov navaja ponovljivost.
Ali potrebujem 6-osno roko ali so 4-osne dovolj?
Če se mora orodje nagibati ali kot - kot pri varjenju - pojdi 6-os. Če je delo ravno, gor-dol plus vrtenje, je 4 osi ceneje in dovolj.
Zakaj 8-kilogramski del potrebuje več kot 8-kilogramska-roka?
Tovor mora vključevati prijemalo. 8-kilogramski del na 4-kilogramskem prijemalu je 12-kilogramska obremenitev, zato mora roka imeti najmanj 12-kilogramsko oceno.
Kakšna je razlika med dosegom roke in njegovo dejansko delovno ovojnico?
Doseg je največji razteg na podatkovnem listu. Delovni ovoj je dejanski uporaben prostor - manjši, nepravilen, z mrtvimi conami pri dnu in pri polni raztegnjenosti.
