Priemyselné roboty sú viac{0}}kĺbové manipulátory alebo stroje s viacerými-úrovňami{2}}-voľnosti široko používané v priemyselnej oblasti, s určitým stupňom automatizácie, ktoré sa spoliehajú na svoje vlastné výkonové a riadiace schopnosti na realizáciu rôznych priemyselných spracovateľských a výrobných funkcií. Priemyselné roboty sú široko používané v rôznych priemyselných oblastiach, ako je elektronika, logistika a chemikálie.
Zloženie
Vo všeobecnosti sa priemyselné roboty skladajú zo šiestich podsystémov.
Tri hlavné časti sú mechanická časť, snímacia časť a riadiaca časť.
Týchto šesť podsystémov možno kategorizovať na systém mechanickej štruktúry, systém pohonu, systém snímania, systém interakcie robota-s prostredím, systém interakcie človeka-stroja a systém riadenia.
1. Systém mechanickej konštrukcie
Z hľadiska mechanickej štruktúry sa priemyselné roboty vo všeobecnosti kategorizujú na sériové a paralelné roboty. Sériové roboty sa vyznačujú tým, že pohybom jednej osi sa mení súradnicový počiatok druhej osi, zatiaľ čo pohybom jednej osi paralelného robota sa nemení súradnicový počiatok druhej osi. Prvé priemyselné roboty používali tandemové mechanizmy. Paralelný mechanizmus je definovaný ako mechanizmus s uzavretou slučkou, v ktorom sú pohyblivé a pevné plošiny spojené aspoň dvoma nezávislými kinematickými reťazcami, mechanizmus má dva alebo viac stupňov voľnosti a je poháňaný paralelne. Paralelný mechanizmus má dve základné časti, zápästie a rameno. Veľký vplyv na pohybový priestor má oblasť pohybu paží, pričom zápästie je spojovacia časť medzi náradím a telom. V porovnaní s tandemovým robotom má paralelný robot výhody vysokej tuhosti, stabilnej konštrukcie, vysokej nosnosti, vysokej presnosti mikropohybu a nízkeho pohybového zaťaženia. Pri riešení polohy je tandemový robot ľahko riešiteľný pozitívne, ale veľmi ťažko riešiteľný inverzne, zatiaľ čo paralelný robot je, naopak, ťažko riešiteľný pozitívne, ale veľmi ľahko inverzne.
2. Systém pohonu
Pohonný systém je zariadenie, ktoré dodáva energiu do systému mechanickej konštrukcie. Podľa rôznych zdrojov energie je systém pohonu rozdelený na režim hydraulického, pneumatického, elektrického a mechanického prevodu. Prvé priemyselné roboty používali hydraulický pohon. Kvôli problémom s netesnosťou, hlukom a nízkou{3}}labilitou otáčok hydraulického systému a hnacou jednotkou je objemná a drahá, iba veľké-ťažké-roboty, paralelné obrábacie roboty a niektoré špeciálne aplikácie používajú hydraulicky poháňané priemyselné roboty. Pneumatický pohon má výhody vysokej rýchlosti, jednoduchej štruktúry systému, ľahkej údržby a nízkej ceny. Pracovný tlak pneumatického zariadenia je však nízky, nie je ľahké ho presne umiestniť, vo všeobecnosti sa používa iba na pohon koncového-efektora priemyselného robota. Pneumatické ručné uchopenie, rotačné valce a pneumatické prísavky ako koncový{10}efektor možno použiť na uchopenie obrobkov a montáž stredných a malých bremien. Elektrický pohon je v súčasnosti najpoužívanejším režimom pohonu, ktorý sa vyznačuje ľahkým prístupom k napájaniu, rýchlou odozvou, hnacou silou, detekciou signálu, prenosom, spracovaním je pohodlný a dá sa použiť v rôznych flexibilných metódach riadenia, v hnacom motore sa všeobecne používa krokový motor alebo servomotor, používa sa aj motor s priamym pohonom, ale cena je vyššia, riadenie je tiež zložitejšie a motor so všeobecným využitím redukcie harmonických, reduktora alebo reduktora s planétovým cykloidom. Vzhľadom na veľký počet požiadaviek na lineárny pohon v paralelných robotoch sa lineárne motory široko používajú v oblasti paralelných robotov.
3. Systém snímania
Systém vnímania robota transformuje rôzne informácie o vnútornom stave a informácie o životnom prostredí zo signálov na údaje a informácie, ktoré môže pochopiť a použiť samotný robot alebo medzi robotmi. Okrem potreby vnímať mechanické veličiny súvisiace s jeho vlastným pracovným stavom, ako je posun, rýchlosť a sila, je technológia vizuálneho vnímania dôležitým aspektom vnímania priemyselného robota. Vizuálne servosystémy využívajú vizuálne informácie ako spätnoväzbové signály na ovládanie na úpravu polohy a postoja robota. Systémy strojového videnia sú tiež široko používané vo všetkých aspektoch kontroly kvality, identifikácie obrobkov, triedenia potravín a balenia. Snímací systém pozostáva z interného senzorového modulu a externého senzorového modulu. Použitie inteligentných senzorov zlepšuje mobilitu, prispôsobivosť a inteligenciu robota.
4.Robot-systém interakcie s prostredím
Robot{0}}interakčný systém s prostredím je systém, ktorý realizuje prepojenie a koordináciu medzi robotom a zariadením vo vonkajšom prostredí. Roboty a externé zariadenia integrované do funkčného celku, ako je spracovateľská a výrobná jednotka, zváracia jednotka, montážna jednotka. Samozrejme, môže to byť aj viac ako jeden robot do funkčného celku na vykonávanie zložitých úloh.
5. Systém interakcie medzi ľuďmi-robotmi
Systém interakcie medzi ľuďmi-robotmi je zariadenie, ktoré spája ľudí s robotmi a podieľa sa na riadení robotov. Napríklad štandardné terminály pre počítače, príkazové konzoly, informačné panely a výstražné signály nebezpečenstiev.
6. Riadiaci systém
Úlohou riadiaceho systému je ovládať aktuátory robota tak, aby vykonávali určené pohyby a funkcie podľa návodu na obsluhu robota a spätne signálov zo senzorov. Ak robot nemá charakteristiku informačnej spätnej väzby, ide o otvorený-systém riadenia slučky; s charakteristikami spätnej väzby informácií, ide o uzavretý-systém riadenia. Podľa princípu riadenia je možné rozdeliť na programový riadiaci systém, adaptívny riadiaci systém a riadiaci systém umelej inteligencie. Podľa formy riadenia možno pohyb rozdeliť na bodové riadenie a plynulé riadenie trajektórie.
Aplikácie
1. Aplikácia v paletizácii
Pri paletizácii v rôznych továrňach sa široko používajú vysoko automatizované roboty. Ručná paletizácia je veľmi intenzívna a pracovná{1}}náročná a zamestnanci musia nielen znášať veľký tlak, ale majú aj nízku efektivitu práce. Manipulačný robot môže vykonávať efektívnu klasifikáciu a manipuláciu podľa charakteristík predmetov, s ktorými sa má manipulovať, a miesta, kde sú predmety kategorizované, na základe zachovania ich tvaru a povahy predmetov bez zmeny, čo umožňuje zariadeniu na nakladanie kartónov splniť úlohu paletizácie stoviek kusov za hodinu. Vo výrobnej linke zohráva dôležitú úlohu nakladanie a vykladanie, manipulácia s kontajnermi atď.
2. Aplikácia pri zváraní
Zváracie roboty sú zodpovedné hlavne za zváracie práce, rôzne typy priemyselných odvetví majú rôzne priemyselné potreby, takže bežné zváracie roboty majú roboty na bodové zváranie, roboty na oblúkové zváranie, laserové roboty atď. Automobilový priemysel je najpoužívanejším odvetvím zváracích robotov, čo sa týka náročnosti zvárania, množstva zvárania, kvality zvárania a ďalších aspektov umelého zvárania má neporovnateľné výhody.
3. Aplikácia v montáži
V priemyselnej výrobe je montáž dielov obrovským množstvom práce, vyžadujúcej si veľké množstvo práce, kedysi montáž človeka kvôli vysokej chybovosti, nízkej účinnosti a postupne nahrádzaná priemyselnými robotmi. Vývoj montážnych robotov kombinuje rôzne technológie, vrátane komunikačnej techniky, automatického riadenia, optických princípov, mikroelektroniky a pod. Podľa procesu montáže vývojári píšu vhodné programy a aplikujú ich na konkrétne montážne práce. Najdôležitejšími vlastnosťami montážnych robotov sú vysoká presnosť inštalácie, flexibilita a odolnosť. Z dôvodu zložitosti a jemnosti montážnych prác volíme montážne roboty na realizáciu montáže elektronických súčiastok a jemných automobilových súčiastok.
4. Aplikácia v inšpekcii
Robot má viac{0}}dimenzionálne doplnkové funkcie. Môže nahradiť zamestnancov na špeciálnych pozíciách, ako je detekcia vo vysoko-rizikových oblastiach, ako sú oblasti jadrovej kontaminácie, toxické oblasti, oblasti jadrovej kontaminácie, vysoko-rizikové neznáme oblasti. Existujú aj miesta, kam sa ľudia nemôžu špecificky dostať, ako je napríklad detekcia chorých častí pacientov, detekcia priemyselných defektov a detekcia života na mieste pomoci pri zemetrasení.
Vývojový trend
1. Spolupráca medzi ľuďmi-robotmi
Ako sa roboty vyvíjajú od práce na diaľku od ľudí k prirodzenej interakcii a spolupráci s ľuďmi. Vyspelosť technológie drag{1}}a{2}}učenia a manuálnej výučby uľahčuje používanie programovania, znižuje profesionálne požiadavky na operátorov a uľahčuje prenos procesných skúseností skúsených technikov.
2. Autonómny
V súčasnosti robot od pred{0}}programovania, výučby riadenia reprodukcie, priameho riadenia, diaľkového ovládania a iného manipulovaného režimu prevádzky až po smer autonómneho učenia, autonómnej prevádzky. Inteligentné roboty dokážu automaticky nastaviť a optimalizovať dráhu trajektórie, automaticky sa vyhýbať singularitám, rušeniu a predpovedaniu kolízií a vyhýbaniu sa prekážkam podľa pracovných podmienok alebo požiadaviek prostredia.
3. Inteligentný, informovaný, sieťový
Na robote sa bude používať čoraz viac 3D zrakových a silových senzorov a robot bude čoraz inteligentnejší. S pokrokom v systéme snímania a rozpoznávania, umelej inteligencii a ďalších technológiách sa robot z jednosmerného riadenia stal vlastným úložiskom, vlastným smerovaním aplikačných dát a postupnou informatizáciou. Spolupráca viacerých robotov, riadenie, komunikácia a ďalší technologický pokrok, roboty od nezávislých jednotlivcov až po fázu internetu, smer kooperatívneho rozvoja.