Pierwszy na świecierobot przemysłowyurodził się w Stanach Zjednoczonych w 1962 roku. Amerykański inżynier George Charles Devol Jr. zaproponował „robota, który może elastycznie reagować na automatyzację poprzez nauczanie i odtwarzanie”. Jego pomysł wywołał iskrę u przedsiębiorcy Josepha Fredericka Engelbergera, znanego jako „ojciec robotów”, a zatemrobot przemysłowynarodziła się nazwa „Unimate (= partner roboczy o uniwersalnych możliwościach)”.
Zgodnie z normą ISO 8373 roboty przemysłowe to manipulatory wielostawowe lub roboty o wielu stopniach swobody dla przemysłu. Roboty przemysłowe to urządzenia mechaniczne, które automatycznie wykonują pracę i są maszynami, które polegają na własnej mocy i możliwościach sterowania, aby osiągnąć różne funkcje. Mogą przyjmować polecenia ludzkie lub działać zgodnie z zaprogramowanymi programami. Nowoczesne roboty przemysłowe mogą również działać zgodnie z zasadami i wytycznymi sformułowanymi przez technologię sztucznej inteligencji.
Typowe zastosowania robotów przemysłowych obejmują spawanie, malowanie, montaż, zbieranie i rozmieszczanie (np. pakowanie, paletyzowanie i montaż powierzchniowy), kontrolę i testowanie produktów itp.; wszystkie prace są wykonywane wydajnie, trwale, szybko i dokładnie.
Najczęściej używanymi konfiguracjami robotów są roboty przegubowe, roboty SCARA, roboty delta i roboty kartezjańskie (roboty nad głową lub roboty xyz). Roboty wykazują różne stopnie autonomii: niektóre roboty są programowane do wykonywania określonych czynności wielokrotnie (powtarzające się czynności) wiernie, bez zmian i z dużą dokładnością. Czynności te są określane przez zaprogramowane procedury, które określają kierunek, przyspieszenie, prędkość, zwalnianie i odległość serii skoordynowanych czynności. Inne roboty są bardziej elastyczne, ponieważ mogą potrzebować zidentyfikować lokalizację obiektu lub nawet zadanie, które ma zostać wykonane na obiekcie. Na przykład, aby uzyskać dokładniejsze wskazówki, roboty często obejmują podsystemy wizji maszynowej jako swoje czujniki wizualne, podłączone do potężnych komputerów lub kontrolerów. Sztuczna inteligencja lub cokolwiek, co jest mylone ze sztuczną inteligencją, staje się coraz ważniejszym czynnikiem w nowoczesnych robotach przemysłowych.
George Devol po raz pierwszy zaproponował koncepcję robota przemysłowego i złożył wniosek patentowy w 1954 r. (Patent został przyznany w 1961 r.). W 1956 r. Devol i Joseph Engelberger wspólnie założyli Unimation, opierając się na oryginalnym patencie Devola. W 1959 r. w Stanach Zjednoczonych narodził się pierwszy robot przemysłowy Unimation, zapoczątkowując nową erę rozwoju robotów. Później Unimation udzieliło licencji na swoją technologię Kawasaki Heavy Industries i GKN, aby produkować roboty przemysłowe Unimates odpowiednio w Japonii i Wielkiej Brytanii. Przez pewien czas jedynym konkurentem Unimation był Cincinnati Milacron Inc. w Ohio, USA. Jednak pod koniec lat 70. sytuacja ta uległa zasadniczej zmianie, gdy kilka dużych japońskich konglomeratów zaczęło produkować podobne roboty przemysłowe. Roboty przemysłowe szybko rozwinęły się w Europie, a ABB Robotics i KUKA Robotics wprowadziły roboty na rynek w 1973 roku. Pod koniec lat 70. zainteresowanie robotyką rosło, a wiele amerykańskich firm weszło na ten rynek, w tym duże firmy, takie jak General Electric i General Motors (którego joint venture z japońską firmą FANUC Robotics zostało utworzone przez FANUC). Amerykańskie startupy obejmowały Automatix i Adept Technology. Podczas boomu robotyki w 1984 roku, Unimation zostało przejęte przez Westinghouse Electric za 107 milionów dolarów. Westinghouse sprzedało Unimation francuskiej firmie Stäubli Faverges SCA w 1988 roku, która nadal produkuje roboty przegubowe do ogólnych zastosowań przemysłowych i w pomieszczeniach czystych, a nawet przejęło dział robotyki firmy Bosch pod koniec 2004 roku.
Zdefiniuj parametry Edytuj Liczba osi – dwie osie są wymagane, aby dostać się w dowolne miejsce na płaszczyźnie; trzy osie są wymagane, aby dostać się w dowolne miejsce w przestrzeni. Aby w pełni kontrolować wskazywanie ramienia końcowego (tj. nadgarstka), wymagane są trzy kolejne osie (obrót, pochylenie i obrót). Niektóre projekty (takie jak roboty SCARA) poświęcają ruch na rzecz kosztów, szybkości i dokładności. Stopnie swobody – zwykle takie same jak liczba osi. Obwiednia robocza – obszar w przestrzeni, do którego robot może dotrzeć. Kinematyka – rzeczywista konfiguracja sztywnych elementów ciała robota i stawów, która określa wszystkie możliwe ruchy robota. Typy kinematyki robota obejmują przegubową, kardanową, równoległą i SCARA. Udźwig lub nośność – ile ciężaru robot może unieść. Prędkość – jak szybko robot może uzyskać pozycję ramienia końcowego. Ten parametr można zdefiniować jako prędkość kątową lub liniową każdej osi lub jako prędkość złożoną, co oznacza prędkość ramienia końcowego. Przyspieszenie – Szybkość, z jaką oś może przyspieszyć. Jest to czynnik ograniczający, ponieważ robot może nie być w stanie osiągnąć maksymalnej prędkości podczas wykonywania krótkich ruchów lub złożonych ścieżek z częstymi zmianami kierunku. Dokładność – Jak blisko robot może dostać się do żądanej pozycji. Dokładność jest mierzona jako odległość bezwzględnej pozycji robota od żądanej pozycji. Dokładność można poprawić, stosując zewnętrzne urządzenia pomiarowe, takie jak systemy wizyjne lub podczerwień. Powtarzalność – Jak dobrze robot powraca do zaprogramowanej pozycji. Jest to coś innego niż dokładność. Może zostać poproszony o przejście do określonej pozycji XYZ i przejdzie tylko w odległości 1 mm od tej pozycji. Jest to problem dokładności i można go skorygować za pomocą kalibracji. Ale jeśli ta pozycja jest nauczona i zapisana w pamięci sterownika, a powraca ona w odległości 0,1 mm od nauczonej pozycji za każdym razem, to jej powtarzalność mieści się w granicach 0,1 mm. Dokładność i powtarzalność to bardzo różne metryki. Powtarzalność jest zwykle najważniejszą specyfikacją robota i jest podobna do „precyzji” w pomiarze – w odniesieniu do dokładności i precyzji. Norma ISO 9283[8] ustanawia metody pomiaru dokładności i powtarzalności. Zazwyczaj robot jest wysyłany do nauczonej pozycji kilka razy, za każdym razem przechodząc do czterech innych pozycji i wracając do nauczonej pozycji, a błąd jest mierzony. Powtarzalność jest następnie kwantyfikowana jako odchylenie standardowe tych próbek w trzech wymiarach. Typowy robot może oczywiście mieć błędy położenia przekraczające powtarzalność, co może być problemem programistycznym. Ponadto różne części obwiedni roboczej będą miały różną powtarzalność, a powtarzalność będzie się również zmieniać w zależności od prędkości i ładunku. Norma ISO 9283 określa, że dokładność i powtarzalność należy mierzyć przy maksymalnej prędkości i maksymalnym ładunku. Jednak daje to pesymistyczne dane, ponieważ dokładność i powtarzalność robota będą znacznie lepsze przy mniejszych obciążeniach i prędkościach. Powtarzalność w procesach przemysłowych jest również zależna od dokładności terminatora (takiego jak chwytak), a nawet od konstrukcji „palców” na chwytaku, które służą do chwytania przedmiotu. Na przykład, jeśli robot podnosi śrubę za łeb, śruba może znajdować się pod losowym kątem. Kolejne próby umieszczenia śruby w otworze na śrubę prawdopodobnie zakończą się niepowodzeniem. Sytuacje takie można poprawić, stosując „cechy wprowadzające”, takie jak stożkowe (fazowane) wejście otworu. Sterowanie ruchem – w przypadku niektórych zastosowań, takich jak proste operacje montażu typu „podnieś i umieść”, robot musi jedynie poruszać się w tę i z powrotem między ograniczoną liczbą wcześniej nauczonych pozycji. W przypadku bardziej złożonych zastosowań, takich jak spawanie i malowanie (malowanie natryskowe), ruch musi być stale kontrolowany wzdłuż ścieżki w przestrzeni przy określonej orientacji i prędkości. Źródło zasilania – niektóre roboty wykorzystują silniki elektryczne, inne wykorzystują siłowniki hydrauliczne. Pierwszy jest szybszy, drugi jest mocniejszy i jest przydatny w zastosowaniach takich jak malowanie, w których iskry mogą spowodować wybuchy; jednak powietrze o niskim ciśnieniu wewnątrz ramienia zapobiega przedostawaniu się łatwopalnych oparów i innych zanieczyszczeń. Napęd – niektóre roboty łączą silniki ze stawami za pomocą przekładni; inne mają silniki podłączone bezpośrednio do stawami (napęd bezpośredni). Zastosowanie przekładni powoduje mierzalny „luz”, który jest swobodnym ruchem osi. Mniejsze ramiona robota często wykorzystują silniki prądu stałego o dużej prędkości i niskim momencie obrotowym, które zazwyczaj wymagają wyższych przełożeń, które mają wadę luzu zwrotnego, a w takich przypadkach często stosuje się zamiast nich reduktory harmoniczne. Zgodność – jest to miara kąta lub odległości, o jaką siła przyłożona do osi robota może się przesunąć. Ze względu na zgodność robot będzie się poruszał nieco niżej, gdy będzie przenosił maksymalny ładunek, niż gdy nie będzie przenosił ładunku. Zgodność wpływa również na wielkość wybiegu w sytuacjach, w których przyspieszenie musi zostać zmniejszone przy dużym ładunku.
Czas publikacji: 15-11-2024
