Průmyslové roboty jsou více{0}}kloubové manipulátory nebo stroje s více{1}}stupněm{2}}-volnosti široce používané v průmyslové oblasti, s určitým stupněm automatizace, které se spoléhají na vlastní výkon a řídicí schopnosti, aby realizovaly řadu průmyslových zpracovatelských a výrobních funkcí. Průmyslové roboty jsou široce používány v různých průmyslových oblastech, jako je elektronika, logistika a chemikálie.
Složení
Obecně řečeno, průmyslové roboty se skládají ze šesti subsystémů.
Tři hlavní části jsou mechanická část, snímací část a ovládací část.
Těchto šest podsystémů lze rozdělit na systém mechanické struktury, pohonný systém, snímací systém, robot{0}}systém interakce s prostředím, systém interakce člověk-stroj a řídicí systém.
1. Mechanický konstrukční systém
Z hlediska mechanické struktury se průmyslové roboty obecně dělí na sériové a paralelní roboty. Sériové roboty se vyznačují tím, že pohyb jedné osy mění počátek souřadnic druhé osy, zatímco pohyb jedné osy paralelního robota nemění souřadnicový počátek osy druhé. Rané průmyslové roboty používaly tandemové mechanismy. Paralelní mechanismus je definován jako uzavřený-mechanismus, ve kterém jsou pohyblivé a pevné plošiny spojeny alespoň dvěma nezávislými kinematickými řetězci, mechanismus má dva nebo více stupňů volnosti a je poháněn paralelně. Paralelní mechanismus má dvě základní části, zápěstí a paži. Velký vliv na pohybový prostor má oblast pohybu paže, zatímco zápěstí je spojovací částí mezi nářadím a tělem. Ve srovnání s tandemovým robotem má paralelní robot výhody vysoké tuhosti, stabilní struktury, vysoké nosnosti, vysoké přesnosti mikropohybu a nízkého pohybového zatížení. Při řešení polohy je tandemový robot snadno řešitelný pozitivně, ale velmi obtížně řešitelný inverzně, zatímco paralelní robot je naopak obtížně řešitelný pozitivně, ale velmi snadno inverzně.
2. Systém pohonu
Pohonný systém je zařízení, které dodává energii systému mechanické struktury. Podle různých zdrojů energie se pohonný systém dělí na režim hydraulického, pneumatického, elektrického a mechanického převodu. Rané průmyslové roboty používaly hydraulický pohon. Kvůli problémům s netěsnostmi, hlukem a nestabilitou hydraulického systému při nízkých-otáčkách a vzhledem k tomu, že pohonná jednotka je objemná a drahá, používají hydraulicky poháněné průmyslové roboty pouze velké-těžké-roboty, roboty pro paralelní obrábění a některé speciální aplikace. Pneumatický pohon má výhody vysoké rychlosti, jednoduché struktury systému, snadné údržby a nízké ceny. Pracovní tlak pneumatického zařízení je však nízký, není snadné jej přesně polohovat, obecně se používá pouze pro pohon koncového-efektoru průmyslového robota. Pneumatické ruční uchopení, rotační válce a pneumatické přísavky jako koncový{10}efektor lze použít pro uchopení obrobků a montáž středních a malých zátěží. Elektrický pohon je v současné době nejpoužívanějším režimem pohonu, který se vyznačuje snadným přístupem k napájení, rychlou odezvou, hnací silou, detekcí signálu, přenosem, zpracováním je pohodlné a lze jej použít v různých flexibilních způsobech řízení, u hnacího motoru se obecně používá krokový motor nebo servomotor, používá se také motor s přímým pohonem, ale cena je vyšší, řízení je také složitější a motor s obecným použitím reduktorů harmonických, planetových reduktorů nebo reduktorů reduktor. Vzhledem k velkému množství požadavků na lineární pohon u paralelních robotů byly lineární motory široce používány v oblasti paralelních robotů.
3. Snímací systém
Systém vnímání robota transformuje různé informace o vnitřním stavu a informace o životním prostředí ze signálů na data a informace, kterým může porozumět a aplikovat je samotný robot nebo mezi roboty. Kromě potřeby vnímat mechanické veličiny související s jeho vlastním pracovním stavem, jako je výchylka, rychlost a síla, je technologie vizuálního vnímání důležitým aspektem vnímání průmyslových robotů. Vizuální servosystémy využívají vizuální informace jako zpětnovazební signály pro řízení k úpravě polohy a postoje robota. Systémy strojového vidění jsou také široce používány ve všech aspektech kontroly kvality, identifikace obrobků, třídění potravin a balení. Snímací systém se skládá z interního senzorového modulu a externího senzorového modulu. Použití inteligentních senzorů zlepšuje mobilitu, přizpůsobivost a inteligenci robota.
4.Robot-systém interakce s prostředím
Robot-interakční systém prostředí je systém, který realizuje propojení a koordinaci mezi robotem a zařízením ve vnějším prostředí. Roboty a externí zařízení integrovaná do funkční jednotky, jako je zpracovatelská a výrobní jednotka, svařovací jednotka, montážní jednotka. Samozřejmě to může být i více robotů do funkčního celku pro plnění složitých úkolů.
5. Systém interakce mezi člověkem-robotem
Systém interakce mezi lidmi-roboty je zařízení, které spojuje lidi s roboty a podílí se na ovládání robotů. Například standardní terminály pro počítače, příkazové konzole, informační panely a výstražná signalizace nebezpečí.
6. Řídící systém
Úkolem řídicího systému je ovládat akční členy robota tak, aby prováděly zadané pohyby a funkce podle provozních pokynů robota a zpětně signálů ze senzorů. Pokud robot nemá charakteristiky zpětné vazby informací, jedná se o otevřený-systém řízení smyčky; s charakteristikami zpětné vazby informací, je to uzavřený-systém řízení. Podle principu řízení lze rozdělit na programový řídicí systém, adaptivní řídicí systém a řídicí systém umělé inteligence. Podle formy řízení lze pohyb rozdělit na bodové řízení a plynulé řízení trajektorie.
Aplikace
1. Aplikace v paletizaci
Při paletizaci v různých továrnách se široce používají vysoce automatizované roboty. Ruční paletizace je velmi intenzivní a pracná-a zaměstnanci musí nejen vydržet velký tlak, ale mají také nízkou efektivitu práce. Manipulační robot může provádět efektivní třídění a manipulaci podle vlastností manipulovaných předmětů a míst, kde jsou předměty kategorizovány, na základě zachování jejich tvaru a povahy předmětů beze změny, což umožňuje zařízení na nakládání kartonů dokončit paletizační úkol stovek kusů za hodinu. Ve výrobní lince hraje důležitou roli nakládka a vykládka, manipulace s kontejnery a tak dále.
2. Aplikace ve svařování
Svařovací roboty jsou zodpovědné hlavně za svářečské práce, různé typy průmyslových odvětví mají různé průmyslové potřeby, takže běžné svařovací roboty mají roboty pro bodové svařování, roboty pro obloukové svařování, laserové roboty a tak dále. Automobilový průmysl je nejrozšířenějším průmyslem svařovacích robotů, v obtížnosti svařování, množství svařování, kvalitě svařování a dalších aspektech umělého svařování má nesrovnatelné výhody.
3. Aplikace v montáži
V průmyslové výrobě je montáž dílů obrovským množstvím práce, vyžadující velké množství práce, jednou lidskou montáž kvůli vysoké chybovosti, nízké účinnosti a postupně nahrazované průmyslovými roboty. Vývoj montážních robotů kombinuje různé technologie, včetně komunikační techniky, automatického řízení, optických principů, mikroelektroniky a tak dále. Podle procesu montáže vývojáři píší vhodné programy a aplikují je na konkrétní montážní práce. Nejdůležitějšími vlastnostmi montážních robotů jsou vysoká přesnost instalace, flexibilita a odolnost. Vzhledem ke složitosti a preciznosti montážních prací volíme montážní roboty pro provádění montáže elektronických dílů a jemných automobilových dílů.
4. Aplikace při kontrole
Robot má více{0}}dimenzionální doplňkové funkce. Může nahradit zaměstnance na speciálních pozicích, jako je detekce ve vysoce-rizikových oblastech, jako jsou oblasti jaderné kontaminace, toxické oblasti, oblasti jaderné kontaminace, vysoce-rizikové neznámé oblasti. Existují také místa, kam se lidé nemohou specificky dostat, jako je detekce nemocných částí pacientů, detekce průmyslových defektů a detekce života na místě pomoci při zemětřesení.
Vývojový trend
1. Spolupráce mezi lidmi-roboty
Jak se roboti vyvíjejí od práce na dálku od lidí k přirozené interakci a spolupráci s lidmi. Vyspělost technologie přetahování-a{2}}učení a ruční výuky usnadňuje používání programování, snižuje profesionální požadavky na operátory a usnadňuje přenos procesních zkušeností zkušených techniků.
2. Autonomní
V současné době robot od před-programování, výuky řízení reprodukce, přímého řízení, dálkového ovládání a jiného manipulovaného režimu provozu až po směr autonomního učení, autonomního provozu. Inteligentní roboti mohou automaticky nastavovat a optimalizovat trajektorii, automaticky se vyhýbat singularitám, předvídat interferenci a kolize a vyhýbat se překážkám podle pracovních podmínek nebo požadavků prostředí.
3. Inteligentní, informovaný, síťový
Na robotu se bude používat stále více 3D vidění a senzorů síly a robot bude stále inteligentnější. S rozvojem snímacího a rozpoznávacího systému, umělé inteligence a dalších technologií se robot z jednosměrného řízení stal vlastním úložištěm, vlastním směrováním aplikačních dat a postupnou informatizací. Spolupráce s více-roboty, ovládání, komunikace a další technologické pokroky, roboty od nezávislých jednotlivců až po fázi internetu, směr kooperativního vývoje.