12. Классификация роботов. Состав и структура промышленного робота.

Роботы можно классифицировать:

По характеру выполняемых работ

По характеру выполняемых работ все ПР делят на 3 группы, имеющие различные производственно-технологические признаки:

А) технологические (производственные) роботы выполняют основные операции ТП, участвуют непосредственно в ТП в качестве производящих или обрабатывающих машин (операции гибки, сварки, окраски, сборки и т.п.)

Б) вспомогательные (или подъемно-транспортные) роботы выполняют действия типа взять, перенести, положить. Используются при обслуживании основного технологического оборудования, для автоматизации вспомогательных операций (установить/снять заготовку).

В) универсальные роботы выполняют разнородные технологические операции (основные и вспомогательные), сочетают в себе признаки первых двух групп.

По количеству степенной подвижности

По количеству степеней подвижности (сумма возможных координатных движений объекта манипулирования относительно опор системы):

А) с одной степень подвижности

Б) с 2-мя степенями подвижности

В) с n степенями подвижности

По поколениям:

А) программные перепрограммируемые , у которых программу меняет оператор, после чего робот действует однообразно повторяя жестко заданную программу (жесткая программа).

Б) адаптивные, у которых основную программу действий закладывает человек, но робот имеет свойства в определенных рамках автоматически перепрограммироваться, т.е адаптироваться в ходе ТП в зависимости от обстановки.

В) «интеллектные»,т.е с элементами искусственного интеллекта. В них задание на работу вводится человеком в более общей форме, а робот обладает возможностью планировать свои действия в неопределенно меняющейся обстановке так, чтобы суметь выполнить заложенные в его программу действия или задания. Интеллектный робот отличается богатым арсеналом лог. операций и системным программированием.

Структура промышленного робота:

Как показано на функциональной схеме в состав робота прежде всего входят один или несколько манипуляционных устройств , которыми обычно являются механические манипуляторы. Следующими частями робота являются устройство передвижения, если робот подвижный и устройство автоматического управления. Последнее в свою очередь включает чувствительные (сенсорные) устройства , т.е. органы чувств робота, устройсва обработки и хранения информации (вычислительное устройство) и устройство управления приводами манипуляционных устройств.

13. Движения робота, количество степеней подвижности. Рабочая зона робота.

Движение робота

Существует большое разнообразие робототехнических устройств, используемых в различных областях, однако подавляющее большинство роботов, применяемых в промышленности, имеют одну из четырех компоновок. Они отличаются между собой видом выполняемых движений и, соответственно конструкцией механической части.

1. робот, работающий в полярной системе координат

Рука робота может поворачиваться относительно вертикальной и одной из горизонтальных осей, а также удлиняться и укорачиваться. Таким образом обеспечивается два вращательных и одно поступательное вращение. Рабочей областью является часть сферы.

2. робот, работающий в цилиндрической системе координат

При данной компоновке обеспечивается перемещение по вертикальной оси и поворот относительно этой оси и удлинение-укорочение руки. Таким образом имеется два поступательных и одно поворотное перемещение. Рабочей областью является часть цилиндра.

3. робот, работающий в прямоугольной (декартовой) системе координат.

Все перемещения поступательные. Рабочее пространство параллелепипед.

4. робот с шарнирно сочлененной рукой

Обеспечивается поворот руки относительно вертикальной оси, изменение ее наклона и поворот звеньев в шарнирных сочленениях. Таким образом, все движения вращательные, а рабочая область представляет собой часть сферы.

Количество степеней подвижности

Во всех рассмотренных компоновках рука робота имеет три степени подвижности. Это обеспечивает возможность перемещения конечной точки запястья в определенные точки рабочей области. Для выполнения определенной работы на конечной точке запястья крепится инструмент или схват. Он также имеет определенное число степеней подвижности и является аналогом кисти. Чаще всего кисть также имеет три степени подвижности и всего робот имеет шесть степеней подвижности.

На практике число степеней подвижности кисти может быть меньше, а в отдельных случаях больше, что определяется характером и сложностью выполняемой операции.

Рабочая зона робота.

Это область пространства, в любую точку которой робот способен перемещать конечную точку запястья руки. Инструмент или схват при этом не рассматривается.

В технической документации размеры и конфигурация рабочей области обычно задаются как вид сверху и вид сбоку на фигуру, представляющую рабочую область.

По виду рабочей области можно определить физическую компоновку манипулятора.

14. Физические компоновки роботов.

Подавляющее большинство роботов, применяемых в промышленности, имеют одну из четырех компоновок. Они отличаются между собой видом выполняемых движений и, соответственно конструкцией механической части.

1. робот, работающий в полярной системе координат

Рука робота может поворачиваться относительно вертикальной и одной из горизонтальных осей, а также удлиняться и укорачиваться. Таким образом обеспечивается два вращательных и одно поступательное вращение. Рабочей областью является часть сферы.

2) робот, работающий в цилиндрической системе координат

При данной компоновке обеспечивается перемещение по вертикальной оси и поворот относительно этой оси и удлинение-укорочение руки. Таким образом имеется два поступательных и одно поворотное перемещение. Рабочей областью является часть цилиндра.

3) робот, работающий в прямоугольной (декартовой) системе координат.

Все перемещения поступательные. Рабочее пространство параллелепипед.

4) робот с шарнирно сочлененной рукой

Обеспечивается поворот руки относительно вертикальной оси, изменение ее наклона и поворот звеньев в шарнирных сочленениях. Таким образом, все движения вращательные, а рабочая область представляет собой часть сферы.

Роботы, обеспечивающие поворотное движение звеньев, как правило, имеют меньшую точность, но обеспечивают большую скорость перемещения.

Робот с шарнирно сочлененной рукой, а также работающий в прямоугольной системе координат обладают способностью к перемещению инструмента в точки пространства, находящиеся за каким-либо объектом.

Роботы, работающие в цилиндрической и прямоугольных системах, достаточно хорошо обходят препятствия и могут работать в общей рабочей зоне.