IRB 1400 i klasyfikacja oraz typy robotów przemysłowych
IRB 1400
Mówiąc o IRB 1400 mamy na myśli robota sześcioosiowego zaprojektowanego do
zastosowań przemysłowych. Produkt firmy ABB zapewnia szybkie i niezawodne cykle pracy, które zwiększają produktywność. Tenże robot cechuje się kompaktową konstrukcją, wąskim przegubem oraz wysoką wydajnością. Ma on otwartą strukturę specjalnie dostosowaną do elastycznego użycia i potrafi komunikować się z zewnętrznymi systemami. Systemem operacyjnym IRB 1400 jest BaseWare OS. System ten nadzoruje ruch, wywoływanie i wykonywanie aplikacji, komunikację programów itd.
W stosunku do swojej ceny oferuje duże możliwości i osiągi, dzięki czemu bardzo szybko zwraca się koszt jego zakupu. IRB1400 sprawdza się w aplikacjach spawalniczych, przemieszczaniach i manipulacji detalami. Pozwala na to wysoka powtarzalność ruchów (średnio 0,06 mm w trakcie prób statystycznych). Produkt AAB jest w pełni konfiguralny, a świadczą o tym między innymi wysoka zdolność do dostosowania prędkości ruchu(dokładny kontroler IRC5 pozwalają na skracanie czasu cyklu do minimum) i dokładności pozycji do wymagań procesu, co oznacza, że przy pracy z tym robotem można bez problemu osiągnąć optymalne rezultaty w pracy. Dla zwiększenia funkcjonalności, IRB 1400 może zostać wyposażony w opcjonalne oprogramowanie (np. do klejenia, komunikacji sieciowej, wielozadaniowość, kontrola sensorów). Robot ten został stworzony z myślą o procesach technologicznych, gdzie został użyty ponad 10 000 razy od roku 1992.
Bardzo ważną cechą robota jest jego duża przestrzenią robocza oraz zasięg (maksymalnie 1,44 m). Typowy udźwig (do 5 kg) może być rozszerzony o dodatkowe wyposażenie o masie do 18 kg, mocowane na górnym ramieniu, np. podajnik drutu spawarki lub wyspy zaworowe pneumatycznego oprzyrządowania. Solidna i sztywna konstrukcja pozwala na niskie poziomy emisji hałasu, długie okresy pomiędzy przeglądami oraz długi czas bezawaryjnego użytkowania robota.
Budowa:
Przemysłowy robot IRB1400 składa się z dwóch zasadniczych części: sterownika
(S4C) oraz manipulatora. Manipulator posiada 6 stopni swobody. Poszczególne osie
napędzane są silnikami prądu przemiennego za pośrednictwem przekładni i posiadają
elektromechaniczne hamulce, które blokują napędy po osiągnięciu zadanej pozycji. Sterownik
robota posiada wydajną jednostkę centralną, oraz dwa dodatkowe komputery obsługujące
układy sterowania silników oraz sprzęgi komunikacyjne. Robot posiada złącza RS232, RS422
oraz 2 złącza CAN przeznaczone do obsługi sensorów zewnętrznych, posiada również
wejścia i wyjścia analogowe i dwustanowe,
Robot IRB 1400 podaje współrzędne narzędzia (tool center point - TCP) we
współrzędnych zewnętrznych z dokładnością do dziesiętnych milimetra, co ułatwia zadanie,
nie jest konieczne wyznaczanie punktu za pomocą kinematyki odwrotnej. Można zdefiniować
różne narzędzia (o różnych wymiarach, wadze, orientacji ).
Robot może być programowany zarówno w trybie on-line jak i off-line w języku wysokiego poziomu Rapid. Program napisany przy użyciu zewnętrznego komputera może być wczytany przez sterownik ze standardowego dysku 3.5”/1.44MB. Język Rapid posiada bogaty zestaw instrukcji ruchu. Istnieje możliwość sterowania zarówno we współrzędnych wewnętrznych jak i zewnętrznych.
Przykładowe instrukcje w języku rapid:
For powtarzanie ciągu instrukcji zadaną ilość razy
If wyrażenie warunkowe
komentarz wstawienie komentarza w program
MoveC przesuwa efektor po łuku
MoveJ przesuwa efektor we współrzędnych przegubowych
MoveL przesuwa efektor liniowo.
Reset ustawienie wyjścia cyfrowego na zero
Set ustawienie wyjścia cyfrowego na jeden
While powtarzanie ciągu instrukcji
Przykład :
FOR i FROM 1 TO 10 DO
proc1;
ENDFOR
Wykonuje procedurę proc1 10 razy.
Klasyfikacja i typy robotów przemysłowych.
Roboty przemysłowe można sklasyfikować, biorąc pod uwagę ich budowę, rodzaj sterowania, typ wykonywanej pracy lub inne kryteria podziału, np. dokładność pozycjonowania czy mobilność.
Podział robotów przemysłowych ze względu na budowę jednostki kinematycznej:
- jednostki monolityczne - jednostki kinematyczne o niezmiennej konstrukcji mechanizmu, którą użytkownik może uzupełnić nieliczną grupą komponentów dopuszczonych przez producenta (np. chwytak, narzędzie lub zespół ruchu).
- jednostki modułowe - jednostki kinematyczne złożone z dostarczonych przez producenta gotowych zespołów ruchu, zgodnie z potrzebami klienta.
- jednostki pseudomodułowe - jednostki kinematyczne o stałej strukturze kinematycznej, charakteryzujące się możliwością wymiany przez użytkownika robota niektórych zespołów ruchu, zazwyczaj ostatnich w łańcuchu kinematycznym zespołów ruchu.
Podział robotów przemysłowych ze względu na strukturę kinematyczną:
Roboty stacjonarne:
roboty z szeregową strukturą kinematyczną (z otwartym łańcuchem kinematycznym)
kartezjańskie (PPP)
Roboty z prostokątnym układem współrzędnych i prostopadłościenną przestrzenią ruchu - jest to najprostsza spośród wszystkich konfiguracji.
cylindryczne (OPP)
Roboty z jednym obrotowym i dwoma liniowymi zespołami ruchu - charakteryzują się walcowym układem współrzędnych i cylindryczną przestrzenią ruchu. Nazywane są także robotami bramowymi lub suwnicowymi.
SCARA (OOP) (Selectively Compliant Assembly Robot Arm)
Roboty z trzema osiami równoległymi - dwoma o ruchu obrotowym i jedną o ruchu postępowym. Głównym przeznaczeniem tej klasy manipulatorów jest montaż elementów i podzespołów oraz powtarzalne przenoszenie detali i ich sortowanie (np. paletyzacja produktów).
sferyczne (OOP)
Roboty posiadające jeden liniowy oraz dwa obrotowe zespoły ruchu.
przegubowe (antropomorficzne) (OOO)
Roboty, których wszystkie 3 osie są osiami obrotowymi.
roboty z równoległą strukturą kinematyczną (z zamkniętym łańcuchem kinematycznym - roboty równoległe)
roboty mobilne
roboty poruszające się po stałym torze
autonomiczne roboty mobilne (AGV - Automated Guided Vehicles)
Klasyfikacja robotów ze względu na sterowanie:
roboty sekwencyjne: roboty z sekwencyjnym układem sterowania.
roboty realizujące zadane trajektorie: roboty realizujące ustaloną wcześniej procedurę ruchów, według instrukcji określającej żądane pozycje i prędkość ruchu.
roboty adaptacyjne: roboty o najbardziej zaawansowanym technologicznie układzie sterowania, pozwalającym na adaptację ruchów robota w zależności od aktualnej sytuacji, np. roboty wyposażone w czujniki wizyjne, dzięki którym możliwa jest korekta ruchów podczas wykonywania danej czynności.
teleoperator - robot ze sterowaniem zdalnym, realizowanym przez operatora lub komputer.
Klasyfikacja robotów ze względu na rodzaj napędu:
pneumatyczny
hydrauliczny
elektryczny
Klasyfikacja robotów ze względu na rodzaj wykonywanej pracy:
spawalnicze
montażowe
paletyzujące i depaletyzujące
transportujące
malarskie
do przenoszenia materiałów i załadunku palet (AGV, LGV)
roboty stosowane do obróbki materiałów
roboty do owijania palet (owijarki)
Literatura:
http://www.abb.com/