HPIM0765

3.1. Podstawowe zespoły i układy robolów przemysłowych

Budowa robotów przemysłowych

3.1. Podstawowe zespoły i układy robotów przemysłowych

Obecnie produkowane typy przemysłowych robotów nie są zbudowane wg jednego schematu konstrukcyjnego. W zależności od zastosowań robotów, zakresu parametrów technicznych oraz w dużej mierze od specyfiki poszczególnych wytwórców istnieje duża różnorodność schematów kinematycznych i stosowanych elementów konstrukcyjnych. Będą one omówione w dalszej części podręcznika.

Spośród kilkuset obecnie produkowanych typów robotów przemysłowych można jednakże wyodrębnić grupy typowych rozwiązań, charakteryzujących się podobnymi cechami konstrukcyjnymi oraz zbliżonymi parametrami technicznymi. Przyczyn jest kilka, główną jest niewątpliwie szybko postępująca specjalizacja konstrukcji maszyn manipulacyjnych pod względem wybranych zastosowań, wykazująca wyraźne analogie do specjalizacji wyrobów w innych dziedzinach produkcji maszynowej, zwłaszcza obrabiarkowej, gdzie osiągnęła już bardzo wysoki stopień i to nie tylko rozwiązań, ale także rozwoju produkcji.

Na obecnym etapie rozwoju techniki produkcyjnej występuje podobieństwo wymagań dotyczących środka automatyzacji wprowadzanego do tych samych procesów technologicznych, a zwłaszcza podobieństwo:

1 udźwigu,

I ruchliwości i struktury kinematycznej,

| zakresu i sposobu realizacji ruchu, w tym żądanych prędkości i dopuszczalnych przyspieszeń,

1 potrzeb programowalności i sposobu programowania,

- współpracy maszyny z operatorem i środowiskiem produkcyjnym, szczególnie z urządzeniami technologicznymi procesu.

^ani^a z jednej strony podobnych, jeśli nie    technicznych, z drugiej zaś do korzystania

/ zestawu technicznie podobnych lub pochodzących wręcz od jednego producenta podzespołów mechanicznych, hydraulicznych, elektrycznych i elektro-nicznych. Należy przy tym wspomnieć o związkach techniki robotyzacyjnej z techniką współcześnie produkowanych maszyn technologicznych, a przede wszystkim obrabiarek. Dotyczy to zwłaszcza układów napędowych, pomiarowych i sterujących, które mogą być i chętnie są stosowane do budowy robotów przemysłowych.

Równie ważne jak techniczne są komercyjne przyczyny wyodrębnienia się grup podobnych rozwiązań maszyn manipulacyjnych. Należy tu wymienić:

-    wykorzystywanie przez część producentów rozwiązań licencyjnych,

-    kooperacje między poszczególnymi firmami zarówno w zakresie produkcji kompletnych maszyn, jak i ich podzespołów,

r- wykorzystanie zapożyczonych, ale już sprawdzonych w praktyce, idei konstrukcyjnych w celu przyspieszenia rozpoczęcia produkcji własnych maszyn,

-    chęć „uszczknięcia” rynku użytkowników maszyn zdobytego przez produkty innych firm, przez podobne lub identyczne konstrukcje.

Każdy robot, poczynając od prostych dwuosiowych programowanych ogranicznikami manipulatorów do obsługi pras, a kończąc na doświadczalnych modelach ze sztuczną inteligencją, może być przedstawiony jako układ składający się z zespołów mechanicznych, napędów, czujników, elektorów (np. chwytaków) i sterowania. Składa się on najczęściej z następujących podstawowych układów, stanowiących odrębne zespoły:

-    zespół ruchu, jak to wcześniej zdefiniowano, zwany manipulatorem lub jednostką kinematyczną, czyli podstawowy mechanizm robota wraz z dołączonymi napędami, czujnikami i końcówką roboczą (zwaną efektorem),

-    układ zasilania napędów i końcówki roboczej,

-    układ sterowania.

Zespoły mechaniczne i napędy, powodując ruch organów roboczych robota o wymaganych jakościowo i ilościowo parametrach, integrują elementy konstrukcji mechanicznej w jedną całość. Czujniki służą do zbierania informacji o otaczającym środowisku i stanie zespołów konstrukcyjnych robota. Końcówki robocze (efektory), np. chwytaki, zapewniają bezpośrednie współdziałanie robota z obiektem manipulacji.

Do zasilania napędu jednostek kinematycznych robotów jest wykorzystywana energia w tych samych podstawowych postaciach, jakie są spotykane w napędach maszyn i urządzeń produkcyjnych, tzn. mechanicznej (jako przeniesienie napędu od obsługiwanej maszyny lub urządzenia), pneumatycznej, hydraulicznej oraz elektrycznej. Częste jest wykorzystywanie energii w kilku postaciach, np. elektrycznej w napędzie ruchu globalnego, hydraulicznej w napędach ruchów lokalnych, chwytaków, a także narzędzi.

Układ zasilania, stanowiący obecnie najczęściej osobne urządzenie wykonane w postaci wolno stojącej szafy, zawiera w zależności od rodzaju napędów