Индустриалните роботи са много-съединителни манипулатори или машини с много-степени-на-свобода, широко използвани в промишленото поле, с определена степен на автоматизация, разчитащи на собствената си мощност и възможности за контрол, за да реализират различни промишлени обработки и производствени функции. Индустриалните роботи се използват широко в различни индустриални области като електроника, логистика и химикали.
Състав
Най-общо казано, индустриалните роботи са съставени от шест подсистеми.
Трите основни части са механичната част, сензорната част и контролната част.
Шестте подсистеми могат да бъдат категоризирани в механична структурна система, задвижваща система, сензорна система, робот-система за взаимодействие със средата, система за взаимодействие човек-машина и система за управление.
1. Механична структурна система
По отношение на механичната структура индустриалните роботи обикновено се категоризират на последователни и паралелни роботи. Серийните роботи се характеризират с факта, че движението на една ос променя началото на координатите на другата ос, докато движението на една ос на паралелен робот не променя началото на координатите на другата ос. Ранните индустриални роботи са използвали тандемни механизми. Паралелният механизъм се дефинира като механизъм със затворен -контур, в който подвижната и неподвижната платформи са свързани с поне две независими кинематични вериги, механизмът има две или повече степени на свобода и се задвижва успоредно. Паралелният механизъм има две съставни части, китка и рамо. Областта на движение на ръката има голямо влияние върху пространството на движение, докато китката е свързващата част между инструмента и тялото. В сравнение с тандемния робот, паралелният робот има предимствата на висока твърдост, стабилна структура, висок капацитет на натоварване, висока точност на микродвижение и ниско натоварване при движение. При решаване на позиция тандемният робот е лесен за положително решаване, но много труден за обратно решаване, докато паралелният робот, напротив, е труден за положително решаване, но много лесен за обратно решаване.
2. Задвижваща система
Задвижващата система е устройство, което осигурява захранване на механичната структурна система. Според различните източници на енергия задвижващата система е разделена на хидравличен, пневматичен, електрически и механичен режим на предаване. Ранните индустриални роботи са използвали хидравлично задвижване. Поради проблемите с изтичане, шум и нестабилност при ниска-скорост на хидравличната система и захранващият блок е обемист и скъп, само широкомащабни-тежки-роботи, роботи за паралелна обработка и някои специални приложения използват хидравлично задвижвани индустриални роботи. Пневматичното задвижване има предимствата на бърза скорост, проста структура на системата, лесна поддръжка и ниска цена. Въпреки това, работното налягане на пневматичното устройство е ниско, не е лесно за точно позициониране, обикновено се използва само за задвижване на краен -ефектор на промишлени роботи. Пневматичен ръчен захват, въртящи се цилиндри и пневматични вендузи като краен-ефектор могат да се използват за захващане на детайла и сглобяване на средни и малки товари. Електрическото задвижване в момента е най-използваният режим на задвижване, който се характеризира с лесен достъп до мощност, бърза реакция, задвижваща сила, откриване на сигнала, предаване, обработка е удобно и може да се използва в различни гъвкави методи за управление, задвижващият двигател обикновено се използва стъпков двигател или серво мотор, има и използване на двигател с директно задвижване, но цената е по-висока, контролът също е по-сложен и двигателят с обща употреба на хармонични редуктори Редуктор, циклоиден редуктор или планетарна предавка редуктор. Поради големия брой изисквания за линейно задвижване в паралелните роботи, линейните двигатели са широко използвани в областта на паралелните роботи.
3. Сензорна система
Системата за възприемане на робота трансформира различна информация за вътрешно състояние и информация за околната среда от сигнали в данни и информация, които могат да бъдат разбрани и приложени от самия робот или между роботи. В допълнение към необходимостта да се възприемат механични величини, свързани със собственото му работно състояние, като изместване, скорост и сила, технологията за визуално възприятие е важен аспект от възприятието на индустриалния робот. Визуалните серво системи използват визуална информация като сигнали за обратна връзка за управление, за да регулират позицията и отношението на робота. Системите за машинно зрение също се използват широко във всички аспекти на проверката на качеството, идентифицирането на детайлите, сортирането на храни и опаковането. Сензорната система се състои от вътрешен сензорен модул и външен сензорен модул. Използването на интелигентни сензори подобрява мобилността, адаптивността и интелигентността на робота.
4. Робот-система за взаимодействие със средата
Системата за-взаимодействие със средата на робота е система, която осъществява взаимовръзката и координацията между робота и оборудването във външната среда. Роботи и външно оборудване, интегрирани във функционална единица, като единица за обработка и производство, единица за заваряване, единица за сглобяване. Разбира се, може да бъде и повече от един робот във функционална единица за изпълнение на сложни задачи.
5. Система за взаимодействие човек-робот
Системата за взаимодействие човек-робот е устройство, което свързва хора с роботи и участва в управлението на роботите. Например стандартни терминали за компютри, командни конзоли, информационни табла и сигнални аларми за опасност.
6. Система за управление
Задачата на системата за управление е да контролира задвижващите механизми на робота, за да изпълняват определените движения и функции според инструкциите за работа на робота и сигналите, подадени обратно от сензорите. Ако роботът няма характеристики за обратна информация, това е система за управление с отворен-контур; с характеристики на обратна връзка за информация, това е система за управление със затворен-контур. Според принципа на управление може да се раздели на система за програмно управление, адаптивна система за управление и система за управление с изкуствен интелект. Според формата на управление движението може да бъде разделено на точково управление и непрекъснато управление на траекторията.
Приложения
1. Приложение при палетизиране
При палетизирането в различни фабрики се използват широко автоматизирани роботи. Ръчното палетизиране е много интензивно и-трудоемко, а служителите не само трябва да понасят голямо напрежение, но също така имат ниска работна ефективност. Роботът за манипулиране може да извърши ефективна класификация и манипулиране според характеристиките на обектите, които трябва да се обработват, и местата, където обектите са категоризирани, въз основа на запазване на техните форми и естеството на обектите непроменени, което позволява на оборудването за товарене на кашони да изпълни задачата за палетизиране на стотици парчета на час. В производствената линия товаренето и разтоварването, обработката на контейнери и т.н. играят важна роля.
2. Приложение в заваряването
Заваръчните роботи са отговорни главно за заваръчните работи, различните видове индустрии имат различни индустриални нужди, така че обикновените заваръчни роботи имат роботи за точково заваряване, роботи за електродъгово заваряване, лазерни роботи и т.н. Автомобилната промишленост е най-широко използваната индустрия за заваръчни роботи, в трудността на заваряването, количеството на заваряване, качеството на заваряване и други аспекти на изкуственото заваряване има несравними предимства.
3. Приложение в монтаж
В промишленото производство сглобяването на части е огромно количество работа, изискваща голям брой труд, след като сглобяването от хора се извършва поради високия процент грешки, ниската ефективност и постепенно се заменя с индустриални роботи. Разработването на роботи за сглобяване съчетава различни технологии, включително комуникационни технологии, автоматично управление, оптични принципи, микроелектроника и т.н. В зависимост от процеса на сглобяване разработчиците пишат подходящи програми и ги прилагат към специфична работа по сглобяване. Най-важните характеристики на роботите за сглобяване са висока прецизност на монтажа, гъвкавост и издръжливост. Поради сложността и изтънчеността на монтажната работа, ние избираме монтажни роботи за извършване на монтаж на електронни части и фини автомобилни части.
4. Приложение в инспекция
Роботът има много{0}}измерни допълнителни функции. Може да замени персонала на специални позиции, като откриване в зони с висок-риск като зони с ядрено замърсяване, токсични зони, зони с ядрено замърсяване, неизвестни зони с висок-риск. Има и места, където хората не могат да достигнат конкретно, като откриване на болни части от пациенти, откриване на промишлени дефекти и откриване на живот на мястото на облекчаване на земетресение.
Тенденция на развитие
1. Сътрудничество между човек-робот
Докато роботите се развиват от работа на разстояние от хората до естествено взаимодействие и сътрудничество с хората. Зрелостта на технологията за обучение с плъзгане и пускане и ръчно обучение прави програмирането по-лесно за използване, намалява професионалните изисквания за операторите и улеснява прехвърлянето на процеса на опит от квалифицирани техници.
2. Автономен
Понастоящем роботът от предварително-програмиране, преподаване на контрол на възпроизвеждането, директно управление, дистанционно управление и друг манипулиран режим на работа до посоката на автономно обучение, автономна работа. Интелигентните роботи могат автоматично да задават и оптимизират траекторията, автоматично да избягват сингулярностите, да предвиждат смущения и сблъсъци и да избягват препятствия според условията на работа или изискванията на околната среда.
3. Интелигентен, информатизиран, мрежов
Все повече и повече сензори за 3D зрение и сила ще бъдат използвани в робота и той ще става все по-интелигентен. С напредъка на системата за отчитане и разпознаване, изкуствения интелект и други технологии, роботът от еднопосочен контрол към собствено съхранение, собствено насочване на данни от приложения и постепенно информатизиране. С мулти-роботното сътрудничество, контрол, комуникация и други технологични постижения, роботи от независими индивиди до фазата на интернет, посоката на кооперативно развитие.