Робот-манипулятор – это автоматическое устройство для управления пространственным положением объектов и выполнения других двигательных операций в зависимости от заложенных в его управляющую систему функций.
По своей конструкции такая машина напоминает человеческую руку и двигается подобно ей.
Промышленные роботы-манипуляторы используются совместно с другими компонентами автоматизированных систем и позволяют повышать производительность предприятий, снижать количество бракованной продукции.
Механизм робота
Главным рабочим механизмом робота-манипулятора является устройство для выполнения специальных функций, расположенное на «запястье» машины. Это может быть рабочий инструмент, схват, крюк или любое другое приспособление.
Широко распространены роботы с механизмом захвата, которые осуществляют поднятие и перемещение изделий.
Они оснащаются механическими «пальцами» для удержания предметов или присосками для транспортировки плоских объектов.
Также на месте рабочего органа могут располагаться распылительные устройства на покрасочных производствах, нож, дрель, отвертка или другое оборудование.
Для обеспечения передвижения рабочего органа конструкцией робота-манипулятора предусмотрен исполнительный механизм. Последовательно соединенные звенья системы обладают определенной степенью подвижности.
Одна группа звеньев отвечает за перемещение рабочего органа к заданному месту, другие – за его ориентацию в рабочем пространстве. Сочленения роботов могут быть поступательными и вращательными.
Для обеспечения работы исполнительного и рабочего устройств робот оснащен приводами: электрическими, пневматическими либо гидравлическими, причем около половины современных манипуляторов работают на электрических приводящих механизмах.
Управляющая система – это комплекс устройств, которыми осуществляется координация движений манипулятора.
Управление может осуществляться посредством:
- Программы, которая заносится в запоминающую систему робота
- Программ и сенсорной системы, которая анализирует данные из окружающей среды для корректировки работы
- Сенсорных приборов, с помощью которых аппарат самостоятельно принимает решения о своих действиях, а также обучается, используя предыдущий опыт работы
- Передачи команд оператором – человек дистанционно регулирует действия каждого звена
- Копирования действий оператора
- Взаимодействия с оператором
Разработка робота-манипулятора
Разработка-робота манипулятора включает в себя проектирование, прототипирование и последующую модернизацию всех узлов и механизмов устройства для последующего внедрения машины в серийное производство.
Долговременная работа манипуляторов без необходимости их обслуживания – один из важных вопросов, решение которого должно осуществляться уже на этапе разработки устройств.
Вследствие высокого трения в подвижных узлах робота детали преждевременно выходят из строя, из-за чего дорогостоящие аппараты нуждаются в ремонте или замене.
Одним из наиболее эффективных способов обеспечения бесперебойной работы роботов является применение материалов, реализующих технологию твердой смазки. В России такие составы разрабатывает и выпускает компания «Моденжи».
На шестерни рулевых механизмов и другие узлы трения сборочных роботов манипуляторов наносятся антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY 1066 и MODENGY 1005.
За счет снижения и стабилизации трения предотвращается скачкообразное движение, повышается точность позиционирования изделий, увеличивается надежность и срок службы роботов.
Робот-манипулятор: преимущества и основные сферы применения
Основная сфера применения манипуляторов – автоматизация производств.
Роботы выполняют монотонную работу, требующую высокой точности.
Благодаря применению манипуляторов достигаются:
- Увеличение объемов производства продукции, так как нет необходимости в остановке роботов
- Уменьшение издержек
- Повышение качества готовых изделий за счет снижения рисков брака продукции из-за влияния «человеческого фактора»
- Возможность осуществления работ в опасных условиях без риска нанесения вреда здоровью человека
С помощью манипуляторов осуществляются многие основные и вспомогательные технологические операции, такие как перемещение изделий, погрузочно-разгрузочные работы, сварка, литье, покраска, фрезерование, шлифовка, штамповка, полировка, сборка конструкций и др.
Больше всего роботов задействовано в автомобильной промышленности. Они собирают изделия на конвейерах, осуществляют обработку и покраску деталей.