Робот-манипулятор — что это такое и в каких сферах используется
Робот-манипулятор — тип промышленных роботов. Такие роботы выполняют функции человеческой руки. Соединения сегментов манипулятора допускают вращательные и поступательные движения.
Роботы могут распознавать, понимать и менять окружающую среду. Их сфера деятельности каждый год расширяется. Внедряются новые программы, роботы могут выполнять всё более точные действия: собирать автомобили, сортировать мусор, выбирать только спелые плоды при сборе урожая.
Сегодня расскажем о том, где и как применяются манипуляторы.
Обзор применения
В зависимости от специфики, манипуляторы используются в разных отраслях промышленности и выполняют разные задачи. Но все они призваны улучшить условия труда работников и снизить расходы предприятия.
Роботы-манипуляторы — решение для тех сфер, в которых часто случаются ошибки из-за человеческого фактора. Там, где человеку не хватает скорости реакции или существуют опасные условия, приходит на помощь робот.
Автомобильная промышленность
Использование роботов-манипуляторов в этой сфере позволяет выполнять одновременно несколько задач быстро и точно.
Их используют для литья, штамповки, сварки, переноса грузов, установки деталей, сборки кузова и других работ. Роботы-манипуляторы в машиностроении обеспечивают беспрерывное производство.
Электротехника, электроника
В сфере электроники важна точность, скорость, умение работать с мельчайшими деталями. Рука робота-манипулятора не дрогнет и выполнит задачу быстрее, чем это сделали бы люди.
Сравните работу робота и человека в видео, в котором робот собирает жесткий диск:
Строительство
В этой отрасли роботы-манипуляторы помогают строить здания, ориентируясь на информационную модель. Это помогает избежать ошибок установки, ускорить процесс строительства, уменьшить количество отходов.
К тому же с помощью манипуляторов можно строить сложные геометрические формы.
Химическая промышленность
Это сфера контакта с опасными веществами. Внедрение роботов-манипуляторов в химическую промышленность минимизирует участие людей в процессах производства.
В сферах, где присутствие человека обязательно, используются специальные коллаборативные роботы, которые взаимодействуют с работниками.
Медицина и фармацевтика
Здесь тоже используются коллаборативные роботы-манипуляторы, которые помогают врачам проводить сложные операции. Такие манипуляторы обычно сверхчувствительные, имеют биосовместимое покрытие.
Также часто используются манипуляторы для создания и упаковки фармацевтических препаратов и мединструментов.
Иные области
Роботы-манипуляторы используются и в других отраслях. Их можно запрограммировать практически на любой ручной труд.
Автоматизация производства с помощью роботов-манипуляторов позволит предприятиям увеличить скорость работы, снизить расходы и повысить рентабельность.
Если вы уже сделали выбор в пользу автоматизации и ищете оборудование для роботов, мы с радостью проконсультируем вас.
Робот-манипулятор: разработка и применение
Робот-манипулятор – это машина, осуществляющая заранее заложенные в ее программу действия.
Часто такие агрегаты называют «руки-роботы», так как они имитируют движение человеческой руки.
Установки могут выполнять большое количество операций, от упаковки продукции до сборки масштабных конструкций. Наиболее широко они используются на различных производственных предприятиях.
Разработка робота-манипулятора
Первые роботы-манипуляторы создавались для работы с опасными веществами – они служили для перемещения радиоактивных материалов. Разработка первого автоматического электромеханического робота-манипулятора закончилась в 1947 году.
Такие установки могли только осуществлять захват и перемещение предметов, точности в их работе не было.
Уже через год был создан манипулятор, сила схвата которого контролировалась человеком.
После 1950 года началась разработка робота-манипулятора для нужд производственной сферы. Погрузочно-разгрузочный аппарат стал первым запатентованным программируемым устройством для переноски предметов.
До сих пор наибольшее количество устройств-манипуляторов изготавливается для применения на промышленных предприятиях.
Робот-манипулятор: основные узлы робота и их обслуживание
Каждый робот-манипулятор может иметь особенную конструкцию, однако все устройства состоят из двух основных систем: исполнительной и управляющей.
Основу установки составляет ее корпус, на котором устанавливаются и закрепляются все элементы робота.
Рабочий инструмент или устройство захвата является рабочим органом, который непосредственно осуществляет воздействие на необходимый предмет.
На каждом производстве в зависимости от назначения рабочий орган робота будет отличаться.
Рабочий орган соединен с механизмом его перемещения, который переносит инструмент в заданную точку.
Контроль и координация движения рабочего органа осуществляется через управляющую систему.
Работа конструкции обеспечивается с помощью привода, который преобразует энергию в механические движения манипулятора.
Устройство управления включает в себя пульт, запоминающие и вычислительные приборы, блоки управления приводами и другим технологическим оборудованием.
Робот может осуществлять вращательные и поступательные движения за счет наличия в конструкции подвижных узлов.
Одним из факторов, тормозящих процесс внедрения манипуляторов на производства, является то, что узлы робота преждевременно изнашиваются.
Для увеличения срока службы и облегчения обслуживания дорогостоящих аппаратов на этапе производства деталей разработчики применяют инновационные смазочные материалы, реализующие технологию долговременной сухой смазки.
Антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY создают на поверхности элементов износостойки слой, не требующий обновления на протяжении всего срока эксплуатации узлов.
Так, на шестерни рулевых механизмов роботов-манипуляторов наносят материалы MODENGY 1005 и MODENGY 1066. Благодаря этому снижается трение, предотвращается скачкообразное движение, повышается надежность работы и точность позиционирования изделий на сборочном конвейере.
Промышленные роботы-манипуляторы
Автоматизацию производственных предприятий обеспечивают промышленные роботы-манипуляторы. Они осуществляют монотонную работу, которая требует высокой точности.
Преимуществами замены ручного труда машинным разработчики называют отсутствие необходимости в прерывании работы, снижение количества бракованной продукции, увеличение производительности, исключение влияния «человеческого фактора» и другие.
Промышленные роботы-манипуляторы могут выполнять разнообразные производственные операции, среди наиболее распространенных выделяют:
- Шлифование, полировку, фрезерование, резку
- Покраску
- Фасовку, упаковку
- Сборку конструкций
- Литье изделий под давлением
- Сварку, склеивание
- Заворачивание винтов
- Обслуживание станков с ЧПУ
Внедрение роботов-манипуляторов на производство позволяет снизить время на осуществление операций и повысить их точность. Однако выгода от применения таких аппаратов небезусловна.
Необходимость больших инвестиций и риск ухудшения ситуации на рынке труда заставляет некоторые производственные компании отказаться о приобретения автоматических «работников».
RS Компоненты | Промышленные, электронные продукты и решения
Компоненты РС | Промышленные, электронные продукты и решения- Поддержка
- Откройте для себя
- для вдохновения
- Найдите местное отделение
Разделы нашей продукции:
- Аккумуляторы и зарядные устройства
- Соединители
- Дисплеи и оптоэлектроника
- Контроль электростатического разряда, чистые помещения и прототипирование печатных плат
- Пассивные компоненты
- Блоки питания и трансформаторы
- Raspberry Pi, Arduino и средства разработки
- Полупроводники
- Механизм автоматизации и управления
- Кабели и провода
- Корпуса и серверные стойки
- Предохранители и автоматические выключатели
- HVAC, вентиляторы и управление температурным режимом
- Освещение
- Реле и формирование сигналов
- Переключатели
- Доступ, хранение и обработка материалов
- Клеи, герметики и ленты
- Подшипники и уплотнения
- Инженерные материалы и промышленное оборудование
- Застежки и крепления
- Ручной инструмент
- Механическая передача энергии
- Сантехника и трубопровод
- Пневматика и гидравлика
- Электроинструменты, Пайка и сварка
- Компьютеры и периферия
- Уборка и техническое обслуживание помещений
- Офисные принадлежности
- Средства индивидуальной защиты и рабочая одежда
- Безопасность и скобяные изделия
- Безопасность сайта
- Испытания и измерения
Роботизированные манипуляторы: различные типы и когда их использовать
Роботизированные манипуляторы являются наиболее распространенной формой робототехники в промышленности.
Читайте дальше, чтобы узнать о преимуществах этой технологии и решить, подходит ли она вам.
Роботы-манипуляторы — одна из самых узнаваемых частей роботизированного оборудования в промышленных условиях. Они имеют тенденцию очаровывать своими впечатляющими подвигами скорости и силы, но их использование и то, как их применять, может быть загадкой. В этой статье будет подробно описано место роботов-манипуляторов в промышленных приложениях, чтобы вы лучше поняли, могут ли они быть правильным выбором для вас.
Темы, обсуждаемые в этой статье, включают:
- Типы манипуляторов
- Отрасли и области применения роботов-манипуляторов
- Когда следует (и не следует) использовать манипуляторы
- Соображения стоимости
Типы манипуляторов
Термин «манипулятор» в широком смысле описывает группу роботизированных механизмов. Эти разные типы роботов, как правило, имеют схожие области применения. Однако у каждого типа есть различия, которые обычно приводят к тому, что он оптимизируется для определенных задач по сравнению с другими роботами-манипуляторами.
- Шарнирный рычаг
- Шестиосный
- Коллаборативный робот
- СКАР
- Декартово
- Цилиндрический
- Сферический/Полярный
- Параллельный/треугольный
- Антропоморфный
Шарнирные руки — это манипуляторы общего назначения с 5 или более суставами или степенями свободы. Шарнирная рука — это общий термин для многих других типов роботов. Например, шестиосевой робот представляет собой шарнирную руку с шестью степенями свободы. Шарнирные руки охватывают самый широкий спектр типов роботов, используемых в промышленности, включая шестиосевых и коллаборативных роботов. Вы найдете пример этого типа робота на баннере этой статьи.
Шестиосевые роботы — наиболее распространенный шарнирный манипулятор. Это также делает их наиболее распространенными роботами-манипуляторами, используемыми сегодня в промышленности. Благодаря своей гибкости они представляют собой отличную роботизированную руку общего назначения.
Коллаборативный робот — это роботизированная рука, специально созданная для гибридной работы. Это означает, что он предназначен для работы рядом с людьми. Некоторые функции безопасности позволяют значительно снизить риски в гибридных рабочих средах. Это относительно новый тип роботов, и его использование все еще изучается. Коллаборативные роботы становятся все более заметными в отрасли, поскольку все больше производителей знакомятся с их преимуществами. Будущее интересно для сотрудничества.
Роботы SCARA — это выборочно совместимые роботы-манипуляторы. Это означает, что они не обладают такой гибкостью, как шарнирные руки. Это ограничивает их в некоторых отношениях, но дает им определенные преимущества по сравнению с шарнирно-сочлененными типами рук.
Декартовы роботы — это жесткие системы, которые перемещаются в трехмерной координатной плоскости.
Эти роботы обычно состоят из 3 линейных приводов. Один привод перемещается влево и вправо по оси X. Дополнительный привод присоединен к приводу оси x. Этот привод перемещается вверх и вниз в плоскости оси Y. Конечный привод прикреплен к элементу оси Y и перемещается вперед и назад в плоскости оси Z. Декартовы роботы предназначены для небольших приложений.
Цилиндрические манипуляторы робота сконструированы вокруг единственного манипулятора, который перемещается вверх и вниз по вертикальному элементу. Этот вертикальный элемент вращает руку горизонтально. Рука может выдвигаться и втягиваться для выполнения своей задачи. Эти роботы очень компактны и используются для небольших и простых задач.
Первым современным промышленным роботом был сферический (полярный) робот. Этот тип робота имеет простую конструкцию, которая сегодня не так распространена, как раньше. Сферические роботы похожи на цилиндрических роботов, за исключением того, что они заменяют вертикальную линейную ось дополнительной осью вращения.
Эта ось позволяет ему вращаться вертикально. Он был разработан для простых задач, не требующих высокой скорости или сложных движений.
Параллельные/дельта-роботы — это высокоскоростные варианты роботизированной автоматизации. Уникальный дизайн этих роботов позволяет им развивать невероятную скорость. Дельта-робот — отличный выбор для высокоскоростных и легких задач.
Антропоморфные роботы редко встречаются в промышленных условиях. Эти роботы могут похвастаться двумя или более руками и дружелюбным лицом. Их часто развертывают в средах совместной работы, где они работают в непосредственной близости от людей-операторов.
Отрасли и области применения роботизированных вооружений
Отрасли и области применения этих типов роботов сильно различаются. Это свидетельствует о том, как много способов применения роботизированных манипуляторов есть в промышленности. Общие отрасли включают:
- Аэрокосмическая промышленность
- Автомобилестроение
- Металлы
- Продукты питания и напитки
- Фармацевтика
- Пластик
- Науки о здоровье
- Электроника
Легко понять, что из-за широкого спектра отраслей количество приложений также будет сильно различаться.
Вот некоторые из наиболее распространенных приложений:
- Упаковка
- Укладка на поддоны
- Транспортировка материалов
- Живопись
- Сварка
- Сборка
- Осмотр
- Резка
- Дозирование
Универсальный характер манипуляторов делает их отличным выбором для многих приложений независимо от отрасли. Они обеспечивают хороший баланс между скоростью, грузоподъемностью, досягаемостью и точностью. Это позволяет им эффективно выполнять многие задачи. Эти функции также предоставляют производителям гибкость в перепрофилировании этих роботов в различных приложениях, выходящих за рамки их первоначального намерения. Это может быть сложнее для других типов роботов. Гибкость, предоставляемая манипуляторами, безусловно, является дополнительным преимуществом для этого типа роботов.
Когда следует (и не следует) использовать роботизированные манипуляторы
Роботизированные манипуляторы широко используются в промышленности благодаря их способности хорошо выполнять большинство задач.
Существуют определенные особенности приложений, которые позволяют роботам-манипуляторам особенно выделяться среди других типов роботов. Некоторые особенности вашего приложения, которые могут натолкнуть вас на мысль о роботизированной руке, включают:
- Требуется высокий уровень ловкости
- Требуется большая грузоподъемность и радиус действия
- Гибридная рабочая среда
Ловкость является отличительной чертой шарнирных типов рук. Приложения, требующие, чтобы машина скручивала и манипулировала продуктом под нестандартными углами, могут хорошо подойти для роботов-манипуляторов. В частности, шарнирные рычаги похожи на шестиосные и совместные. Примеры этого типа применения включают роботизированную сварку. Эта задача часто требует, чтобы робот двигался под углом в нескольких разных плоскостях. Этого трудно или даже невозможно достичь для большинства других типов роботов. SCARA — это тип робота, который может бороться здесь из-за их выборочного подчинения.
Таким образом, эта функция не является общей для всех роботов-манипуляторов.
Роботы-манипуляторы часто имеют хороший баланс грузоподъемности и досягаемости, не жертвуя при этом слишком большой скоростью. Это позволяет им выполнять тяжелые задачи, требующие обеих функций. Хорошим примером этого является паллетирование. Приложение для укладки на поддоны часто требует, чтобы робот покрывал широкий диапазон движений, чтобы собирать коробки и заполнять поддон. Полные ящики могут иметь значительный вес. Это требует как силы, так и дальности действия, которые часто могут обеспечить шестиосевые роботы. Другим типам роботов, таким как дельта-роботы, не хватает силы и диапазона движений, чтобы выполнять эти задачи в масштабе.
Гибридная рабочая среда представляет собой уникальную задачу для роботов. Робототехника представляет определенную опасность для людей-операторов и традиционно должна быть изолирована от внешней рабочей среды. В некоторых приложениях для работы с максимальной эффективностью требуется сочетание человека и робота.
Коллаборативные роботы предназначены для обработки приложений такого типа. В приложениях по обработке материалов часто используются технологии совместных роботов. Это означает, что человек-оператор может загружать сырье в зону подготовки рядом с коботом, в то время как робот выполняет загрузку и выгрузку материала в машину. Эта погрузка и разгрузка могут быть опасны для людей. Удаление их из зоны опасности создает более безопасную рабочую среду.
Вы не уверены, какой тип робота вам подходит? Вы можете легко поговорить с одним из наших экспертов , который поможет вам выбрать точный тип робота для вашего приложения с учетом ваших конкретных потребностей.
Соображения стоимости
Стоимость вашего роботизированного проекта напрямую влияет на расчет рентабельности инвестиций и вашу прибыль. Важно иметь четкое представление о ваших ожидаемых затратах, прежде чем браться за какой-либо проект робота. Роботы-манипуляторы — это обширное семейство механизмов, поэтому указать точный радиус действия — невозможная задача.