Что такое роботизированная рука?

Что такое роботизированная рука?

Роботизированная рука — это промышленный робот, который напоминает движения человеческой руки.

Робот в основном состоит из секции манипулятора, состоящей из шести вращательных осей и звеньев, секции руки для захвата груза и секции контроллера для управления роботом и проверки его текущего состояния.

При внедрении робота необходимо предусмотреть защитное ограждение для безопасности рабочих. Однако для роботов, называемых кооперативными роботами, защитные ограждения не всегда необходимы, если проводятся оценки рисков и робот эксплуатируется на соответствующем уровне риска.

Использование роботизированных рук

Роботизированные руки классифицируются на последовательные и параллельные в соответствии со способом соединения связей. У роботов с последовательным соединением связи соединены по прямой линии, в то время как у роботов с параллельным соединением связи соединены параллельно.

Рисунок 1. Последовательный робот и параллельный робот

Последовательный робот — это робот, в котором за одним звеном следует следующее звено в серии. Он характеризуется широким диапазоном движения и способностью приближаться и работать с диагональных направлений, как человеческая рука. Используя преимущество высокой степени свободы движения, последовательные роботы используются в следующих областях.

1. Сварка

Это процесс соединения автомобильных кузовов и других компонентов путем плавления металла деталей. Сварка может выполняться роботом, чтобы обеспечить точную сварку с небольшими отклонениями, что, как ожидается, улучшит качество.

2. Сборка

Эта работа включает в себя сборку деталей, которые были включены в другие детали, затягивание винтов и т. д. Вертикально-сочлененные роботы выполняют эту работу вручную. Вертикально-сочлененные роботы также могут выполнять задачи, которые выполняются руками человека, что позволяет им точно воспроизводить навыки искусных мастеров.

3. Покраска

Эта работа включает в себя нанесение цвета на кузова автомобилей и другие объекты с помощью распылителя, прикрепленного к концу вертикально-сочлененного робота.

Параллельно-звенные роботы — это роботы с параллельными звеньями, выходящими из основания, а наконечники рук прикреплены к концам звеньев. Параллельно-звенные роботы характеризуются быстрым движением и используются для следующих целей:

1. Упаковка коробок

Упаковка пищевых продуктов (например, индивидуально упакованных закусок) в пластиковые лотки, которые перемещаются по конвейерной ленте.

2. Проверка

С помощью камеры, подвешенной к потолку, качество деталей определяется как «ОК/НЕТ», и детали либо передаются на следующий процесс, либо нет.

Принцип работы роботизированных рук

Промышленный робот состоит из трех элементов: манипулятора, который работает, контроллера робота, который перемещает и управляет манипулятором, и обучающего пульта, который обучает манипулятор работе.

Рисунок 2. Компоненты промышленного робота

Манипуляторы с последовательной связью состоят из связи и поворотной оси. Существует шесть поворотных осей, каждая из которых приводится в движение серводвигателем переменного тока. Каждая из этих шести осей выполняет следующие движения:

1. Поворот: поворачивает все тело
2. Нижняя часть руки: перемещает нижнюю часть руки для перемещения тела вперед и назад
3. Верхняя часть руки: перемещает руку вверх и вниз
4. Поворот запястья: вращает руку
5. Сгибание запястья: сгибает запястье
6. Вращение запястья: вращает запястье

Рисунок 3. Шесть осей манипулятора

Другая информация о манипуляторе робота

1. Программирование манипуляторов робота

Когда робот выполняет движение, контроллеру робота задаются координаты положения (X, Y, Z) и координаты вращения (Rx, Ry, Rz) кончика руки манипулятора. Двигатели каждой оси движутся в соответствии с положением и углом вращения руки манипулятора, позволяя роботу выполнять желаемое движение.

Обучение робота положению с помощью обучающего пульта
Обучающий пульт управления — это устройство ввода, которое сохраняет (обучает) положения робота. Робот может перемещаться напрямую с помощью клавиатуры или сенсорной панели, а его поза может быть обучена и воспроизведена роботом.

Обычные обучающие пульты управления для промышленных роботов требуют некоторого знакомства с их работой. В последние годы появилась технология, называемая прямым обучением, которая позволяет даже начинающим операторам легко обучать роботов.

Программирование координат с помощью персонального компьютера
Это метод, при котором координаты робота задаются путем программирования на персональном компьютере.

До сих пор основным направлением было программирование на основе кода, например, на языке C, но кодирование требует мастерства в программировании, а отладка программы занимает много времени.

В последние годы все большее число производителей роботов предлагают инструменты программирования типа симулятора. Этот инструмент программирования проецирует модель робота на ПК и позволяет пользователю манипулировать роботом на ПК, чтобы обучить его координатам. Особенность этого инструмента в том, что движения робота можно визуально понять, и движениям робота можно обучиться без необходимости иметь опыт кодирования.

Распознавание координат с помощью распознавания изображений
Камера делает снимки сверху, определяет, куда робот должен двигаться дальше, и автоматически вычисляет координаты. Этот метод используется для массового сбора. Массовый сбор — это процесс захвата деталей, беспорядочно сложенных в коробки, и помещения их на конвейерную ленту для следующего процесса или упаковки их в коробки.

Распознавание изображений эффективно для задач, где координаты движения робота каждый раз меняются, но важно отметить, что стоимость создания системы высока.

2. Роль промышленных роботизированных рук

Промышленные роботизированные руки становятся все более популярными в различных отраслях промышленности, таких как заводы, производственные площадки и распределительные центры. Преимущество внедрения роботизированной руки заключается в том, что она может работать вместо людей, не выходя из дома, даже ночью или в праздники. Для этих пользователей роботизированная рука, как ожидается, будет способствовать экономии труда, решению проблемы нехватки рабочей силы и повышению производительности.

Говорят, что многие ошибки, которые происходят на производственных площадках, являются человеческими ошибками, и человеческая работа может привести к колебаниям качества и снижению эффективности. Внедрение промышленной роботизированной руки может сократить человеческие ошибки и поддерживать постоянное качество работы и продукции. Кроме того, поскольку данные истории производства сохраняются, можно реализовать анализ для улучшения качества и оперативную обратную связь в ответ на жалобы.

Кроме того, роботы могут использоваться для работы с опасными материалами, работы на высоте, транспортировки тяжелых предметов и выполнения другой тяжелой работы, требующей точности, что может привести к рискам травм и потенциальным несчастным случаям, тем самым обеспечивая безопасность работников и улучшая рабочую среду.