Předmět diskuse: Válcový robot a jeho vlastnosti
Válcový robot
Definice válcového robota
Válcový robot má rotační kloub pro otáčení a hranolový kloub pro úhlový pohyb kolem osy kloubu. Rotační kloub se pohybuje v rotačním pohybu kolem společné osy. Naproti tomu se hranolový spoj bude pohybovat lineárně.
Hlavní rameno válcových robotů jde nahoru a dolů. Válec zabudovaný do robotického ramene produkuje tento pohyb natahováním a zasouváním. Převody a motor pohánějí pohyb mnoha z těchto válcových robotických verzí, zatímco pneumatický válec pohání vertikální pohyb. Procesy montáže, správa obráběcích strojů a tlakově litých zařízení a bodové svařování jsou prováděny válcovými roboty.
Válcový souřadnicový robot | Válcová polární souřadnice
Válcové roboty používají k určení polohy bodu trojrozměrný souřadný systém s preferovanou referenční osou a relativní vzdáleností od ní. Ke specifikaci umístění bodu se často používá vzdálenost k vybranému referenčnímu umístění a relativní směr os a vzdálenost k vertikální ose od určené referenční roviny.
Počátek systému je bod, ve kterém lze všechny tři souřadnice zapsat jako „0“, a to je bod, kde se setkávají referenční rovina a osy. Abychom jej odlišili od polární osy, což je paprsek, který leží v referenční rovině a který začíná na počátku a ukazuje na referenční směr, je osa označována jako válcová nebo podélná osa.
Radiální vzdálenost je vzdálenost od osy. Současně je úhlová souřadnice často zmiňována jako azimut. To patří ke struktuře 2D polárních souřadnic v rovině kolem bodu, rovnoběžné s referenční rovinou; poloměr a azimut se někdy uvádějí jako polární souřadnice. Výška nebo nadmořská výška, podélný úhel nebo osová poloha jsou oba štítky pro 3rd koordinovat.
Toto je také známé jako „polární válcová souřadnice“ a „válcová polární souřadnice“. Používá se k popisu polohy hvězd v galaxiích.
Tito roboti jsou vhodní pro artefakty, které vyžadují rotační symetrii podél svých podélných os.
Návrh válcového robota Cylindrical Configuration Robot
Válcový robot pracuje
Pohyb tohoto robota je v zásadě nahoru a dolů na hlavní části těla a kruhový na základně a název „válcový robot“ vychází z jeho fyzického tvaru válcového pracovního obalu. Při tomto pohybu nahoru a dolů je generován pneumatický válec a rotace je obvykle generována sestavou motoru a převodů. Díky konstrukci tohoto druhu těla bude robotické rameno jít nahoru a dolů přes svislý prvek. Rameno se bude natahovat, stahovat a otáčet se podél svislé osy. Díky této konstrukci bude nyní manipulátor fungovat ve válcovém prostoru.
Délka končetiny určuje poloměr válcového prostoru a posunutí podél svislého prvku určuje výšku. Otočný kloub na pevném rámu, kloub válcového typu kolem osy otáčení a kloub prizmatického typu v rameni manipulátoru tvoří základní tělo válcového manipulátoru a směr koncového efektoru je určen prodloužením ramene, výškou, a revoluce kolem hlavní osy těla a to jsou základní 3 proměnné, které je třeba spravovat, aby bylo možné lokalizovat koncové efektory válcového robota. Jinými slovy, tento styl uspořádání vytváří válcový souřadný systém, který lze regulovat stejným způsobem.
Spojení zápěstí s koncem válce paže umožňuje další pohyblivost. A toto zápěstí je dostatečně složité, aby se dohodlo na dalších stupních volnosti, a rozteč (která se měří pohybem nahoru a dolů na zápěstí), výkyv (který se počítá rotujícím pohybem na zápěstí) a vybočení jsou tři styly. Pohyb ze strany na stranu obvykle měří vybočení na zápěstí. Tyto kategorie zápěstí s 1 nebo 2 nebo 3 z těchto pohybů existují a jsou dostupné na trzích v závislosti na ceně a použitelnosti.
Specifikace a vlastnosti válcového robota
| Parametr | charakteristika |
| Rozsah | Široká nabídka k dispozici |
| Opakovatelnost | 0.1-0.5 mm (liší se podle designu) |
| Užitné zatížení | Měňte mezi 5 až 250 kg |
| Počet os | Minimum tři (dva lineární) |
| Pracovní obálka | Typicky velký (vertikální tahy tak dlouhé jako radiální) |
| Rychlost | Průměr, 1000 mm / s |
| Stát | Srovnatelně nákladné podle jejich velikosti a užitečného zatížení. |
Ovládání válcového robota
Na základě omezení, která vyplývají z architektury mechanické struktury, rozhodují řídicí systémy průmyslového robota o jeho flexibilitě a výkonu. Schéma řízení poskytuje robotovi postupný příkaz k provedení. Stroj vypočítá potenciální hodnoty polohy pro každý krok a sleduje absolutní polohu pohybu.
Řídicí systém měří teoretickou / skutečnou odchylku a další vypočítané hodnoty a uložená data (např. Teoretické rychlosti), když je robot v provozu, a generuje akční proměnné pro pohyb robota. Na dnešních průmyslových trzích hrají manipulátory robotů zásadní roli. Roboti provádějí úkoly, které vyžadují vysokou přesnost a opakovatelnost, jako je balení, popisování a sestavování balíků.
V posledních letech byla vysoká poptávka po průmyslových robotech po činnostech, které se opakují (jako je vychystávání a umisťování předmětů), špinavé (jako je čištění drenážních trubek), nebezpečné (jako je svařování a stříkání) a obtížné (jako je montáž) nebo výměna elektronických dílů). Manipulátory robotů mohou provádět úkoly s vysokou přesností, samostatností, trvanlivostí, nezávislostí a odpovědností.
Pokud navíc pracovní prostor zahrnuje pevné i pohybující se překážky, řízení pohybu se stává obtížnějším, protože každé z robotových těl musí překonat překážku. Kinematický model manipulátoru byl vyvinut pomocí různých metod vědci. Vzhledem k omezením mechanismu a pracovního prostoru, nedosažitelnosti koncových efektorů a souvisejícím mechanickým singularitám není autonomní řízení pohybu paží manipulátoru jednoduchá práce.
Modelování pohybu dvojice válcových manipulátorů pracujících v uzavřeném pracovním prostoru jako metoda nelineárních diferenciálních rovnic prvního řádu je jedním ze způsobů, jak naplánovat a regulovat jejich pohyb při dodržování systémových limitů a singularit, odstraňování pevných a pohyblivých překážek.
Na Schématu řízení založeném na Lyapunově lze poté odvodit řadu nelineárních, časově neměnných, spojitých zákonů řízení pro generování válcových pohybů manipulátoru bez kolize. Všestrannost a propracovanost tohoto schématu jsou hlavními důvody jeho použití. Analytická reprezentace singularit stroje a limitů je navíc jednoduchá, stejně jako extrakce pravidel kontroly.
Pracovní prostor válcového robota | Pracovní obálka válcového robota | 3 článkový válcový robot
Koncový dosah válcového robota je válec, jehož rozměr byl měřen limitem pohybu různých komponent robota. K maximálnímu a minimálnímu limitu pohybu libovolného kloubu však došlo na obou stranách.
Výsledkem je, že pracovní prostor, který je tvořen body, kde lze umístit koncový bod robotického ramene, není úplný válec, ale spíše průsečík dvou soustředných válců a rozměry vnitřního válce jsou určeny minimálním pohybem částí robota limity.
Klouby se pohybují kolem svých os v mezích válcové pracovní obálky. Pracovní obálku ve tvaru válce lze vidět vizualizovat na následujícím obrázku:
Příklad válcového robota | Válcový průmyslový robot
Válcové robotické rameno
Na co se používají válcové roboty? | Válcové roboty
Válcové roboty se běžně používají v malých prostorech a jsou ideální pro objekty, které vyžadují kruhovou symetrii (např. Dráty, potrubí). Rovněž se dobře hodí ke standardní práci typu pick-and-place ve výrobním prostředí.
Válcové roboty lze použít pro další různé úkoly, včetně:
- Bodové svařování
- Manipulace se stroji pro tlakové lití
- Zařízení pro manipulaci se stroji obecně
- Postupy mletí
- Montážní operace
- Paletizace
- Nakládka a vykládka strojů
- Investiční casting
- Aplikace ve slévárenství a svařování
- Manipulace a ukládání jedinečných užitečných dat
- Balení masa
- Aplikace pro nátěry
- Vstřikování plastů
- Montáže obalů a výrobků ve výrobním a obalovém průmyslu
Často se používají v elektronických výrobcích, konkrétně pro aplikace v čistých prostorách a všechny ostatní výše uvedené aplikace.
Může válcový robot nahradit kartézského robota?
Protože oba Kartézský a Cylindrical base robots can meet points in three Dimensions, they can be záměnou při zachování standardního minimálního pracovního prostoru. Každá základna robota má vlastní sadu příslušných aplikací. Kartézské roboty mohou být pro některé účely lepší, zatímco roboty s válcovou základnou mohou být lepší pro jiné. Přesto lze tyto dvě formy vyměnit za určité výhody a nevýhody.
Jaké jsou výhody a nevýhody válcových robotů?
Výhody válcového robota
Válcové základní roboty mohou cestovat mezi požadovanými body rychleji než kartézské roboty, což je výhodou, zejména když jsou tyto dva body ve stejném poloměru. V takovém případě jsou dva ze tří pohybů navzájem paralelní.
Nevýhody válcového robota
Existuje několik nevýhod válcových robotů, několik z nich je uvedeno níže:
- Protože roboti s rotační osou musí při otáčení působit proti setrvačnosti objektu, jejich celková mechanická tuhost se sníží. Jejich opakovatelnost a přesnost jsou ve směru rotačního působení omezeny. Pro válcové konfigurace je zapotřebí složitější schéma ovládání než pro kartézské konfigurace.
- Celková mechanická tuhost je menší, protože rotační osa tohoto robota musí během otáčení překonat setrvačnost objektu.
- Opakovatelnost a přesnost jsou také menší ve směru otáčení.
- Další hlavní nevýhodou tohoto systému je, že změna směrů z kartézského souřadnicového systému na válcový souřadnicový systém obvykle vyžadovala značné množství času a propracovanější řídicí systém.
