Ως ρομπότ μπορούμε να ορίσουμε ένα μηχανισμό σχεδιασμένο ώστε, μέσω προγραμματιζόμενων κινήσεων να μεταφέρει υλικά , τεμάχια , εργαλεία ή ειδικευμένες συσκευές, με σκοπό την επιτέλεση ποικιλίας εργασιών .
Οι ρομποτικοί βραχίονες αποτελούνται από τη βάση, τις αρθρώσεις, τους συνδέσμους και το τελικό εργαλείο δράσης.
Η βάση είναι στερεωμένη στον χώρο εργασίας του ρομποτικού βραχίονα και πάνω σε αυτή συνδέονται διαδοχικά οι αρθρώσεις, οι σύνδεσμοι με κατάληξη το τελικό εργαλείο δράσης.
Οι σύνδεσμοι είναι ο «σκελετός» των ρομπότ και είναι στερεά σώματα. Οι αρθρώσεις είναι οι μηχανισμοί κίνησης μεταξύ των συνδέσμων.
Τέλος, το εργαλείο τελικής δράσης είναι το εργαλείο με το οποίο το ρομπότ εκτελεί τη δοσμένη εργασία.
Ανάλογα με την εργασία που εκτελεί ένας ρομποτικός βραχίονας, το εργαλείο τελικής δράσης μπορεί να προσαρμοστεί σε αυτή (π.χ. μπορεί να είναι εργαλείο ηλεκτροσυγκόλλησης, κατσαβίδι ή το συνηθέστερο να είναι μια αρπάγη).
Η αρπάγη μπορεί και αυτή με τη σειρά της να έχει διάφορες μορφές όπως για παράδειγμα βεντούζα ή δαγκάνα κ.ά.
Η αρίθμηση των αρθρώσεων και των συνδέσμων γίνεται από τη βάση του βραχίονα προς το εργαλείο τελικής δράσης, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Ο κάθε βραχίονας αποτελείται από τρία μέρη: α)τη βάση, β) τον κορμό και γ) τον καρπό του.
Όπως προαναφέρθηκε η βάση είναι το στήριγμα του βραχίονα όπου πάνω σε αυτή βρίσκεται ο κορμός του ο οποίος αποτελείται από διαδοχικούς συνδέσμους και αρθρώσεις.
Ο κάθε βραχίονας αποτελείται από τρία μέρη: α)τη βάση, β) τον κορμό και γ) τον καρπό του.
Όπως προαναφέρθηκε η βάση είναι το στήριγμα του βραχίονα όπου πάνω σε αυτή βρίσκεται ο κορμός του ο οποίος αποτελείται από διαδοχικούς συνδέσμους και αρθρώσεις.
Το εργαλείο τελικής δράσης κινείται με μια ομάδα αρθρώσεων που ονομάζεται «καρπός».
Η κάθε άρθρωση αντιστοιχεί σε έναν βαθμό ελευθερίας, οπότε ένας βραχίονας ο οποίος έχει n αριθμό αρθρώσεων θα έχει και n βαθμούς ελευθερίας.
Ένας ρομποτικός βραχίονας αποτελείται ακόμα από ενεργοποιητές «κινητήρες», αισθητήρες, σύστημα επικοινωνίας «εγκέφαλο», που συνήθως είναι ηλεκτρονικός υπολογιστής, και σύστημα αυτόματου ελέγχου (Σ.Α.Ε.).
Με την χρήση των παραπάνω ο χρήστης μπορεί να προγραμματίσει το ρομπότ ώστε αυτό να εκτελέσει μια σειρά κινήσεων.
Είδη Αρθρώσεων
Με την χρήση των παραπάνω ο χρήστης μπορεί να προγραμματίσει το ρομπότ ώστε αυτό να εκτελέσει μια σειρά κινήσεων.
Είδη Αρθρώσεων
Αρθρώσεις είναι οι διατάξεις οι οποίες συνδέουν δύο συνδέσμους μεταξύ τους . Με τη βοήθεια των ενεργοποιητών κινούν τους συνδέσμους και κατα συνέπεια τον βραχίονα.
Στον χώρο των τριών διαστάσεων (μήκος, πλάτος και ύψος) οι κινήσεις που μπορούν να πραγματοποιηθούν μεταξύ δύο στερεών σωμάτων εκ των οποίων το ένα θεωρείται ακίνητο, είναι τρεις μεταφορικές κινήσεις στις διευθύνσεις των αξόνων του καρτεσιανού συστήματος και τρεις περιστροφικές κινήσεις.
Ένας βραχίονας με τη χρήση δύο αρθρώσεων μπορεί να κινηθεί μεταξύ δύο αξόνων X,Y (μήκος και πλάτος).
Με τρεις αρθρώσεις μπορεί να κινηθεί στο χώρο μεταξύ τριών αξόνων Χ,Υ,Ζ (μήκος, πλάτος και ύψος).
Οι αρθρώσεις ενός βραχίονα χωρίζονται σε δύο κατηγορίες; τις στροφικές και τις πρισματικές (τηλεσκοπικές).
Υπάρχουν και άλλα είδη αρθρώσεων όπως είναι οι κυλινδρικές, οι ελεύθερες, οι σφαιρικές και οι αρθρώσεις κύλησης οι οποίες προκύπτουν από τη σύνδεση των δύο βασικών αρθρώσεων.
Τα σχήματα που ακολουθούν αναπαριστούν τα είδη των αρθρώσεων
Βαθμοί ελευθερίας και κινητικότητας
Ως βαθμός ελευθερίας ορίζεται ο αριθμός των ανεξάρτητων μεταβλητών θέσεων ενός ρομποτικού βραχίονα. Σε κάθε διάταξη ο αριθμός αυτός πρέπει να είναι γνωστός και ορισμένος προκειμένου να γίνεται εφικτός ο προσδιορισμός των θέσεων των τμημάτων που την αποτελούν. Σε ένα ρομπότ εκτός από τους βαθμούς ελευθερίας υπάρχουν και οι βαθμοί κινητικότητας. Το πλήθος των βαθμών κινητικότητας είναι ίσο με το πλήθος των αρθρώσεων του ρομπότ, ενώ οι βαθμοί ελευθερίας προκύπτουν από την εκάστοτε εργασία την οποία εκτελεί το ρομπότ.
Οπότε, σε μερικές διεργασίες το πλήθος των βαθμών ελευθερίας μπορεί να είναι διαφορετικό από το πλήθος των βαθμών κινητικότητας.
Ένας βραχίονας με τη χρήση δύο αρθρώσεων μπορεί να κινηθεί μεταξύ δύο αξόνων X,Y (μήκος και πλάτος).
Με τρεις αρθρώσεις μπορεί να κινηθεί στο χώρο μεταξύ τριών αξόνων Χ,Υ,Ζ (μήκος, πλάτος και ύψος).
Οι αρθρώσεις ενός βραχίονα χωρίζονται σε δύο κατηγορίες; τις στροφικές και τις πρισματικές (τηλεσκοπικές).
Υπάρχουν και άλλα είδη αρθρώσεων όπως είναι οι κυλινδρικές, οι ελεύθερες, οι σφαιρικές και οι αρθρώσεις κύλησης οι οποίες προκύπτουν από τη σύνδεση των δύο βασικών αρθρώσεων.
Τα σχήματα που ακολουθούν αναπαριστούν τα είδη των αρθρώσεων
Βαθμοί ελευθερίας και κινητικότητας
Ως βαθμός ελευθερίας ορίζεται ο αριθμός των ανεξάρτητων μεταβλητών θέσεων ενός ρομποτικού βραχίονα. Σε κάθε διάταξη ο αριθμός αυτός πρέπει να είναι γνωστός και ορισμένος προκειμένου να γίνεται εφικτός ο προσδιορισμός των θέσεων των τμημάτων που την αποτελούν. Σε ένα ρομπότ εκτός από τους βαθμούς ελευθερίας υπάρχουν και οι βαθμοί κινητικότητας. Το πλήθος των βαθμών κινητικότητας είναι ίσο με το πλήθος των αρθρώσεων του ρομπότ, ενώ οι βαθμοί ελευθερίας προκύπτουν από την εκάστοτε εργασία την οποία εκτελεί το ρομπότ.
Οπότε, σε μερικές διεργασίες το πλήθος των βαθμών ελευθερίας μπορεί να είναι διαφορετικό από το πλήθος των βαθμών κινητικότητας.
Υπάρχουν ωστόσο και διεργασίες όπου το πλήθος των βαθμών είναι ίσο μεταξύ τους, για παράδειγμα στην απλή περίπτωση που θέλουμε να μετακινήσουμε και να τοποθετήσουμε ένα αντικείμενο στο χώρο χρειαζόμαστε έξι βαθμούς ελευθερίας.
Από αυτούς οι τρείς χρειάζονται για την μετακίνηση του αντικειμένου και οι άλλοι τρείς για τον προσανατολισμό του.
Σε αυτή την περίπτωση ένας βραχίονας ο οποίος αποτελείται από έξι αρθρώσεις και κατά συνέπεια ίσους βαθμούς κινητικότητας, μπορεί να πραγματοποιήσει αυτή τη λειτουργία.
Ενεργοποιητές-Κινητήρες
Οι ενεργοποιητές είναι συσκευές που ενεργοποιούν την κίνηση των τμημάτων του βραχίονα.
Ενεργοποιητές-Κινητήρες
Οι ενεργοποιητές είναι συσκευές που ενεργοποιούν την κίνηση των τμημάτων του βραχίονα.
Δέχονται σαν είσοδο ένα ηλεκτρικό σήμα από έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή προκειμένουν να ξεκινήσει η λειτουργία τους.
Τέτοιες συσκευές είναι τα υδραυλικά συστήματα και οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος, οι βηματικοί κινητήρες και οι servo κινητήρες.
Η κάθε κατηγορία των κινητήρων έχει τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, γι’αυτό σε κάθε διεργασία χρησιμοποιείται ο κατάλληλος κινητήρας. Οι κινητήρες συνεχούς ή εναλλασσόμενου ρεύματος με γωνία στρέψης τις 360ο , έχουν μεγάλη ροπή. Ένα μεγάλο μειονέκτημα είναι ότι δεν υπάρχει έλεγχος της θέσης του άξονά τους και γι’αυτό χρειάζονται εξωτερικό κύκλωμα οδήγησης,.
Οι βηματικοί κινητήρες έχουν και αυτοί γωνία στρέψης τις 360ο , οπότε έχουν μικρή ροπή.
Οι βηματικοί κινητήρες έχουν και αυτοί γωνία στρέψης τις 360ο , οπότε έχουν μικρή ροπή.
Όπως και στη προηγούμενη κατηγορία κινητήρων έτσι και οι βηματικοί δεν έχουν κάποιο κύκλωμα προκειμένου να ελεγχτεί η θέση τους, έτσι χρειάζονται και αυτοί εξωτερικό κύκλωμα οδήγησης.
Οι κινητήρες servo έχουν γωνία περιστροφής τις 180ο , έχουν μεγάλη ροπή και διαθέτουν ενσωματωμένο κύκλωμα οδήγησης ώστε να μπορούμε να ελέγξουμε την θέση τους.
Αυτό γίνεται με τη χρήση ενός ποτενσιόμετρου το οποίο μαζί με το κύκλωμα είναι ενσωματωμένα στον σερβοκινητήρα.
Τέλος, τα υδραυλικά συστήματα είναι έμβολα που με τη χρήση υγρού, κυρίως λάδι, κινούν την άρθρωση κατάλληλα. Λόγω της υδραυλικής πίεσης η ροπή τους είναι μεγαλύτερη από αυτή των προηγούμενων ενεργοποιητών-κινητήρων
Χώρος εργασίας Ως χώρος εργασίας ορίζεται ο γεωμετρικός τόπος των σημείων του χώρου τα οποία μπορεί να τα προσεγγίσει το εργαλείο τελικής δράσης του ρομποτικού βραχίονα. Ανάλογα με το είδος του ρομποτικού βραχίονα, ο χώρος μπορεί να είναι ακίνητος ως προς αυτόν ή όχι.
Ελεγκτής
Σε κάθε βραχίονα υπάρχει μια μονάδα ελεγκτή η οποία λαμβάνει δεδομένα του ρομποτικού βραχίονα μέσω του ηλεκτρονικού υπολογιστή.
Χώρος εργασίας Ως χώρος εργασίας ορίζεται ο γεωμετρικός τόπος των σημείων του χώρου τα οποία μπορεί να τα προσεγγίσει το εργαλείο τελικής δράσης του ρομποτικού βραχίονα. Ανάλογα με το είδος του ρομποτικού βραχίονα, ο χώρος μπορεί να είναι ακίνητος ως προς αυτόν ή όχι.
Ελεγκτής
Σε κάθε βραχίονα υπάρχει μια μονάδα ελεγκτή η οποία λαμβάνει δεδομένα του ρομποτικού βραχίονα μέσω του ηλεκτρονικού υπολογιστή.
Τα δεδομένα ή μεταβλητές του ρομποτικού βραχίονα είναι η θέση, η ταχύτητα και η γωνία μετατόπισης των αρθρώσεων αλλά και του εργαλείου τελικής δράσης.
Ο ελεγκτής επεξεργάζεται αυτές τις μεταβλητές προκειμένου η λειτουργία και οι κινήσεις του βραχίονα να είναι ιδανικές για την λειτουργία του.
Σε πολλές βιομηχανίες, οι υπάρχουσες λύσεις αυτοματισμού δεν είναι πλέον ευέλικτες ή αρκετά προσαρμόσιμες ώστε να ανταποκρίνονται στις ανάγκες μιας ολοένα και πιο δυναμικής αγοράς. Η ανάγκη δεν ήταν ποτέ μεγαλύτερη για ευέλικτα συστήματα αυτοματισμού που μπορούν να συμβαδίσουν με αυτή την αλλαγή, χωρίς όμως να θέτουν σε κίνδυνο την ασφάλεια, την αποδοτικότητα ή την παραγωγικότητα. Μάθετε περισσότερα για το όραμα της ABB για το επόμενο βήμα στην κατασκευή - το ευέλικτο, συνδεδεμένο και συνεργατικό εργοστάσιο του μέλλοντος.
Είδη ρομποτικού βραχίονα
Η ταξινόμηση του είδους ενός βραχίονα εξαρτάται από το είδος των αρθρώσεών του.
Έτσι, οι βραχίονες χωρίζονται σε πέντε κατηγορίες:
Καρτεσιανοί( γραμμικοί)
Κυλινδρικοί
SCARA
Αρθρωτοί
Συνεχίζεται.....
Ο ελεγκτής επεξεργάζεται αυτές τις μεταβλητές προκειμένου η λειτουργία και οι κινήσεις του βραχίονα να είναι ιδανικές για την λειτουργία του.
Σε πολλές βιομηχανίες, οι υπάρχουσες λύσεις αυτοματισμού δεν είναι πλέον ευέλικτες ή αρκετά προσαρμόσιμες ώστε να ανταποκρίνονται στις ανάγκες μιας ολοένα και πιο δυναμικής αγοράς. Η ανάγκη δεν ήταν ποτέ μεγαλύτερη για ευέλικτα συστήματα αυτοματισμού που μπορούν να συμβαδίσουν με αυτή την αλλαγή, χωρίς όμως να θέτουν σε κίνδυνο την ασφάλεια, την αποδοτικότητα ή την παραγωγικότητα. Μάθετε περισσότερα για το όραμα της ABB για το επόμενο βήμα στην κατασκευή - το ευέλικτο, συνδεδεμένο και συνεργατικό εργοστάσιο του μέλλοντος.
Είδη ρομποτικού βραχίονα
Η ταξινόμηση του είδους ενός βραχίονα εξαρτάται από το είδος των αρθρώσεών του.
Έτσι, οι βραχίονες χωρίζονται σε πέντε κατηγορίες:
Καρτεσιανοί( γραμμικοί)
SCARA
Αρθρωτοί
Συνεχίζεται.....
Αναρτήσεις
