Ramiona robotów to szeroka podgrupa w robotyce. Nie musimy ich przedstawiać naszym Czytelnikom. Różnią się między sobą wieloma parametrami i zastosowaniem.
Robot przywodzi na myśl luźne skojarzenia. Wielu z nas oczyma wyobraźni widzi metalowego jegomościa o humanoidalnym kształcie. Ramiona robotów to coś zupełnie innego, jednak przynależą z całą pewnością do kategorii tych zaawansowanych.
Szybki przegląd typologii ramion robotów wskazuje na takie najpowszechniejsze rodzaje:
- Roboty przegubowe – roboty tego rodzaju posiadają przeguby obrotowe począwszy od prostych konstrukcji z dwoma przegubami, aż po ramiona z dziesięcioma lub większą ilością przegubów. Ramię jest połączone z podstawą za pomocą przegubu obrotowego. Ogniwa ramienia są połączone za pomocą przegubów obrotowych. Każdy przegub nazywany jest osią i zapewnia dodatkowy stopień swobody, czyli zakres ruchu. Robotyczne ramiona mają zazwyczaj cztery lub sześć stopni swobody.
- Roboty kartezjańskie – nazywane również robotami bramowymi. Roboty kartezjańskie mają trzy stawy liniowe, które wykorzystują kartezjański układ współrzędnych (X, Y i Z). Mogą również posiadać dołączony “nadgarstek”, który umożliwia ruch obrotowy. Trzy przeguby pryzmatyczne zapewniają ruch liniowy wzdłuż osi. Za zobrazowanie sposobu działania robota kartezjańskiego (choć nie ramienia robota) mogą posłużyć ploter 2D albo drukarka 3D.
- Roboty cylindryczne – posiadają co najmniej jeden przegub obrotowy u podstawy i co najmniej jeden przegub pryzmatyczny łączący ogniwa. Przegub wykorzystuje ruch obrotowy wzdłuż osi, podczas gdy przegub pryzmatyczny porusza się ruchem liniowym. Działają w cylindrycznej przestrzeni roboczej.
- Roboty SCARA – te selektywnie podporządkowywane do montażu elementów ramiona mają przede wszystkim konstrukcję cylindryczną. Posiadają dwa równoległe przeguby, które zapewniają zgodność w jednej wybranej płaszczyźnie. W robotach typu SCARA jest siłownik liniowy/napęd liniowy, który m.in. umożliwia podnoszenie.
- Roboty Delta – przypominające pająki roboty zbudowane są z połączonych równoległoboków połączonych wspólną podstawą. Ta konfiguracja robotów jest często wykorzystywana w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i elektronicznym, ponieważ jest zdolna do delikatnych, precyzyjnych ruchów. Cechują się wyjątkową szybkością działania.
- Roboty sferyczne – w tej konfiguracji ramię jest połączone z podstawą za pomocą przegubu skrętnego oraz kombinacji dwóch przegubów obrotowych i jednego liniowego. Osie te tworzą biegunowy układ współrzędnych i tworzą sferyczną przestrzeń roboczą.
Coraz powszechniejsze
Ramiona robotów stają się coraz bardziej przystępne finansowo i powoli rozszerzają swoje ramiona (😉) nie tylko na inne sektory gospodarki, ale i trafiają pod strzechy. Czasy, gdy na korzystanie z nich mogły liczyć tylko instytucje i naukowcy w laboratoriach są już właściwie przeszłością.
Szeroką skalę ich wykorzystywania, znacznie szerszą niż kiedykolwiek wcześniej, o której wspomnieliśmy wyżej, spowodowała znacza redukcja kosztów zakupu przemysłowych modeli w ciągu ostatniej dekady. Ramiona bywają montowane na biurku czy instalowane jako część wysokonakładowej linii produkcyjnej. Dotychczas spotykaliśmy je w:
- w laboratoriach,
- przy badaniu próbek,
- w produkcji i automatyce przemysłowej,
- przy obsłudze maszyn.
Parametry, czyli jakiego wybrać robota
Pisaliśmy dla Was wcześniej o ramieniu robota Dobot Magician V2 w zaawansowanym planie nauczania. Artykuł przekrojowo pokazuje również funkcje modelu i przybliża wszystko to, do czego zdolne są ramiona Dobot. To dobry wstęp do tematyki, jeżeli coś jeszcze pozostaje dla Was nie do końca jasne.
Na materiale poniżej Dobot Magician V2 z wersji z zestawem AI Teaching Kit. To taka nauka dwa-w-jednym: pomoże zrozumieć podstawy robotyki oraz sztucznej inteligencji. Robot rozpoznaje z dziećmi litery, kształty i wyrazy. Jest w tym tak dobry, że można urządzić zawody – czy będzie w tym zadaniu lepszy od maluchów? Bardzo możliwe.
Warto przyjrzeć się kilku kwestiom zawczasu:
- Udźwig – wszystkie rodzaje ramion robotycznych mogą poradzić sobie z określonym obciążeniem, a ta określona przez producenta wartość zawsze musi przekraczać całkowitą masę ładunku związanego z zadaniem, które ma wykonać ramię (łącznie z narzędziami i przystawkami). Różne rodzaje ramion robotycznych są obsługiwane przez różnie zaprojektowane ramy, które mogą zwiększyć lub zmniejszyć całkowity udźwig – należy to zrównoważyć z uwzględnieniem fizycznego umiejscowienia i powierzchni podstawy.
- Orientacja ruchu – kryterium to jest ogólnie definiowane przez powierzchnię podstawy i pozycję montażową. Upewniamy się jednocześnie, czy będzie pasować dobrze do innych urządzeń na linii produkcyjnej w zakresie ruchów i manipulacji, które ma wykonywać. Ramię musi być odpowiednio umieszczone w stosunku do obiektów, które będzie przenosić. Niektóre typy ramion wymagają większych podstaw lub większej przestrzeni, aby wykonać zaprogramowany zakres ruchów, a czynniki te muszą być rozważone pod kątem innych urządzeń albo pracowników, którzy będą w pobliżu.
- Prędkość – przy wyborze ramion do zastosowań związanych na przykład z pobieraniem i umieszczaniem produktów w magazynie należy zwrócić uwagę na dane producenta dotyczące prędkości. W przypadku niektórych typów ramion robotycznych podwyższenie wartości można uzyskać poprzez zmianę wyboru pasów, silników lub siłowników.
- Dokładność – jedne rodzaje programowalnych ramion są zaprojektowane tak, aby były bardziej precyzyjne w swoim zakresie ruchów niż inne. Może się to wiązać z wyższym kosztem bardziej złożonej maszyny i wymagać kompromisu z innymi czynnikami, takimi jak powierzchnia, prędkość, zasięg i orientacja.
- Środowisko pracy – przy wyborze odpowiedniego typu ramienia dla konkretnej instalacji ważne jest uwzględnienie warunków atmosferycznych i potencjalnych zagrożeń (w tym poziomu kurzu, brudu i wilgoci) w bezpośrednim środowisku pracy.
Więcej robotów – a w tym ramiona robotów – znajdziecie w ofercie sklepu Botland.
