Robotska ruka najčešći je tip robota u modernim industrijskim robotima. Može oponašati određene pokrete i funkcije ljudskih šaka i ruku te može hvatati, nositi predmete ili upravljati određenim alatima putem fiksnih programa. To je najrašireniji uređaj za automatizaciju u području robotike. Njegovi oblici su različiti, ali svi imaju zajedničku značajku, a to je da mogu prihvatiti upute i precizno locirati bilo koju točku u trodimenzionalnom (dvodimenzionalnom) prostoru za obavljanje operacija. Njegove karakteristike su da može dovršiti različite očekivane operacije kroz programiranje, a njegova struktura i performanse kombiniraju prednosti i ljudi i mehaničkih strojeva. Može zamijeniti ljudski teški rad kako bi se ostvarila mehanizacija i automatizacija proizvodnje i može raditi u štetnim okruženjima radi zaštite osobne sigurnosti. Stoga se široko koristi u proizvodnji strojeva, elektronici, lakoj industriji i atomskoj energiji.
1. Uobičajene robotske ruke uglavnom se sastoje od tri dijela: glavnog tijela, pogonskog mehanizma i upravljačkog sustava
(I) Mehanička struktura
1. Trup robotske ruke je osnovni nosivi dio cijelog uređaja, obično izrađen od čvrstih i izdržljivih metalnih materijala. Ne samo da mora moći izdržati različite sile i zakretne momente koje generira robotska ruka tijekom rada, već također mora osigurati stabilan položaj ugradnje za druge komponente. Njegov dizajn mora uzeti u obzir ravnotežu, stabilnost i prilagodljivost radnom okruženju. 2. Ruka Ruka robota je ključni dio za postizanje raznih radnji. Sastoji se od niza klipnjača i zglobova. Kroz rotaciju zglobova i kretanje klipnjača, ruka može postići više stupnjeva slobode kretanja u prostoru. Zglobove obično pokreću visokoprecizni motori, reduktori ili hidraulični pogonski uređaji kako bi se osigurala točnost kretanja i brzina ruke. U isto vrijeme, materijal ruke mora imati karakteristike visoke čvrstoće i male težine kako bi zadovoljio potrebe brzog kretanja i nošenja teških predmeta. 3. Krajnji efektor Ovo je dio robotske ruke koji izravno dodiruje predmet rada, a njegova je funkcija slična onoj ljudske ruke. Postoje mnoge vrste krajnjih efektora, a uobičajeni su hvataljke, vakuumske čašice, pištolji za prskanje, itd. Hvataljka se može prilagoditi prema obliku i veličini predmeta i koristi se za hvatanje predmeta različitih oblika; usisna čašica koristi princip negativnog tlaka za upijanje predmeta i prikladna je za predmete s ravnim površinama; pištolj za prskanje može se koristiti za prskanje, zavarivanje i druge radnje.
(II) Pogonski sustav
1. Motorni pogon Motor je jedna od najčešće korištenih metoda pogona u robotskoj ruci. Istosmjerni motori, izmjenični motori i koračni motori mogu se koristiti za pokretanje zajedničkog kretanja robotske ruke. Motorni pogon ima prednosti visoke točnosti upravljanja, brze reakcije i širokog raspona regulacije brzine. Kontrolom brzine i smjera motora, putanja kretanja robotske ruke može se točno kontrolirati. U isto vrijeme, motor se također može koristiti u kombinaciji s raznim reduktorima za povećanje izlaznog momenta kako bi se zadovoljile potrebe robotske ruke pri nošenju teških predmeta. 2. Hidraulički pogon Hidraulički pogon se široko koristi u nekim robotskim rukama koje zahtijevaju veliku izlaznu snagu. Hidraulički sustav vrši pritisak na hidrauličko ulje kroz hidrauličku pumpu kako bi pokrenuo hidraulički cilindar ili hidraulički motor na rad, čime se ostvaruje kretanje robotske ruke. Hidraulički pogon ima prednosti velike snage, brze reakcije i visoke pouzdanosti. Pogodan je za neke teške robotske ruke i prilike koje zahtijevaju brzu akciju. Međutim, hidraulički sustav također ima nedostatke curenja, visokih troškova održavanja i visokih zahtjeva za radnu okolinu. 3. Pneumatski pogon Pneumatski pogon koristi komprimirani zrak kao izvor energije za pokretanje cilindara i drugih pokretača. Pneumatski pogon ima prednosti jednostavne strukture, niske cijene i velike brzine. Pogodan je za neke prilike u kojima nisu potrebni snaga i preciznost. Međutim, snaga pneumatskog sustava je relativno mala, točnost upravljanja je također niska, i mora biti opremljen izvorom komprimiranog zraka i pripadajućim pneumatskim komponentama.
(III) Kontrolni sustav
1. Upravljač Upravljač je mozak robotske ruke, odgovoran za primanje različitih uputa i upravljanje radnjama pogonskog sustava i mehaničke strukture prema uputama. Kontroler obično koristi mikroprocesor, programabilni logički kontroler (PLC) ili namjenski čip za kontrolu kretanja. Može postići preciznu kontrolu položaja, brzine, ubrzanja i drugih parametara robotske ruke, a također može obraditi informacije koje šalju različiti senzori kako bi se postigla kontrola zatvorene petlje. Kontroler se može programirati na različite načine, uključujući grafičko programiranje, tekstualno programiranje, itd., tako da korisnici mogu programirati i ispravljati pogreške u skladu s različitim potrebama. 2. Senzori Senzor je važan dio percepcije vanjske okoline i vlastitog stanja robotske ruke. Senzor položaja može pratiti položaj svakog zgloba robotske ruke u stvarnom vremenu kako bi se osigurala točnost kretanja robotske ruke; senzor sile može detektirati silu ruke robota prilikom hvatanja predmeta kako bi se spriječilo da predmet sklizne ili se ošteti; vizualni senzor može prepoznati i locirati radni objekt i poboljšati razinu inteligencije robotske ruke. Osim toga, postoje temperaturni senzori, senzori tlaka itd., koji se koriste za praćenje radnog statusa i parametara okoliša robotske ruke.
2. Klasifikacija robotske ruke općenito se klasificira prema strukturnom obliku, načinu vožnje i području primjene
(I) Klasifikacija prema strukturnom obliku
1. Kartezijanska koordinatna ruka robota Ruka ove robotske ruke kreće se duž tri koordinatne osi pravokutnog koordinatnog sustava, odnosno osi X, Y i Z. Ima prednosti jednostavne strukture, prikladne kontrole, visoke točnosti pozicioniranja itd., te je prikladan za neke jednostavne zadatke rukovanja, sastavljanja i obrade. Međutim, radni prostor pravokutne koordinatne robotske ruke je relativno malen, a fleksibilnost je slaba.
2. Cilindrična koordinatna robotska ruka Ruka cilindrične koordinatne robotske ruke sastoji se od rotacijskog zgloba i dva linearna zgloba, a prostor kretanja joj je cilindričan. Ima prednosti kompaktne strukture, velikog radnog raspona, fleksibilnog kretanja itd., te je prikladan za neke zadatke srednje složenosti. Međutim, točnost pozicioniranja cilindrične koordinatne robotske ruke relativno je niska, a poteškoće s upravljanjem relativno su visoke.
3. Sferna koordinatna robotska ruka Ruka sferne koordinatne robotske ruke sastoji se od dva rotacijska zgloba i jednog linearnog zgloba, a prostor kretanja joj je sferičan. Ima prednosti fleksibilnog kretanja, velikog radnog raspona i sposobnosti prilagodbe složenim radnim okruženjima. Pogodan je za neke zadatke koji zahtijevaju visoku preciznost i visoku fleksibilnost. Međutim, struktura robotske ruke sa sfernim koordinatama je složena, teškoća upravljanja je velika, a cijena je također visoka.
4. Zglobna robotska ruka Zglobna robotska ruka imitira strukturu ljudske ruke, sastoji se od više rotirajućih zglobova i može ostvariti različite pokrete slične ljudskoj ruci. Ima prednosti fleksibilnog kretanja, velikog radnog raspona i sposobnosti prilagodbe složenim radnim okruženjima. Trenutno je najraširenija vrsta robotske ruke.
Međutim, upravljanje zglobnim robotskim rukama je teško i zahtijeva visoku tehnologiju programiranja i otklanjanja pogrešaka.
(II) Razvrstavanje prema načinu vožnje
1. Električne robotske ruke Električne robotske ruke koriste motore kao pogonske uređaje, koji imaju prednosti visoke točnosti upravljanja, brze reakcije i niske razine buke. Prikladan je za neke prilike s visokim zahtjevima za preciznošću i brzinom, poput elektroničke proizvodnje, medicinske opreme i drugih industrija. 2. Hidrauličke robotske ruke Hidrauličke robotske ruke koriste hidrauličke pogonske uređaje, koji imaju prednosti velike snage, visoke pouzdanosti i snažne prilagodljivosti. Pogodan je za neke teške robotske ruke i prilike koje zahtijevaju veliku izlaznu snagu, kao što su građevina, rudarstvo i druge industrije. 3. Pneumatske robotske ruke Pneumatske robotske ruke koriste pneumatske pogonske uređaje, koji imaju prednosti jednostavne strukture, niske cijene i velike brzine. Pogodan je za neke prilike koje ne zahtijevaju veliku snagu i točnost, kao što su pakiranje, tiskanje i druge industrije.
(III) Razvrstavanje prema području primjene
1. Industrijske robotske ruke Industrijske robotske ruke se uglavnom koriste u područjima industrijske proizvodnje, kao što su proizvodnja automobila, proizvodnja elektroničkih proizvoda i mehanička obrada. Može ostvariti automatiziranu proizvodnju, poboljšati učinkovitost proizvodnje i kvalitetu proizvoda. 2. Uslužna robotska ruka Uslužna robotska ruka uglavnom se koristi u uslužnim djelatnostima, kao što su medicina, ugostiteljstvo, kućne usluge, itd. Može ljudima pružiti razne usluge, kao što su njega, dostava obroka, čišćenje itd. 3. Posebna robotska ruka Posebna robotska ruka uglavnom se koristi u nekim posebnim područjima, kao što su zrakoplovstvo, vojska, istraživanje morskih dubina itd. Mora imati posebne performanse i funkcije kako bi se prilagodila složenim radnim okruženjima i zahtjevima zadataka.
Promjene koje robotske ruke donose u industrijsku proizvodnu proizvodnju nisu samo automatizacija i učinkovitost rada, već je i popratni moderni model upravljanja uvelike promijenio proizvodne metode i tržišnu konkurentnost poduzeća. Primjena robotskih ruku dobra je prilika za poduzeća da prilagode svoju industrijsku strukturu te nadograde i transformiraju.
Vrijeme objave: 24. rujna 2024
