В условиях современной промышленности уделяется особое внимание минимизации риска получения производственных травм, и в этом плане немаловажную роль играет робот-манипулятор. Он способен заменить человека при выполнении многих операций. Не так давно для этих целей применялись разнообразные бронекостюмы и скафандры, но их использование также подразумевало непосредственное участие работника, выполняющего те или иные промышленные операции. Развитие кибернетической науки позволяет снижать важность непосредственного участия человека в решении тех или иных задач. В определённых отраслях промышленности применение получают различные роботы, оснащенные манипуляторами для выполнения самых различных функций.
Устройство и конструкция
Важнейшей конструктивной особенностью робота-манипулятора является возможность выполнения работ в условиях, недоступных для человека в принципе. Кроме того, промышленные роботы и манипуляторы позволяют существенно повысить общий уровень качества и сложности производимой продукции, а также снизить себестоимость её изготовления. Более того, благодаря использованию подобных машин существенно возрастает производительность труда на предприятии.
Немаловажную роль играет и тот факт, что в случае использования человеческого труда очень высок риск ошибки. В частности, даже лучшие сотрудники с огромным опытом физически не способны выполнить нарезку материала, обеспечив абсолютно точные размеры каждой из частей. В свою очередь, с точки зрения функциональности оснащённого манипулятором робота подобная процедура может считаться примитивнейшей.
Роботизированный манипулятор промышленного назначения — это технический агрегат высокой сложности, включающий в себя целый ряд компонентов, для соединения которых между собой используются сервомоторы. Простейшее устройство, применяемое в современной промышленности, состоит из двух-трёх подобных звеньев. Роботизированная рука, являющаяся манипулятором подобного агрегата, позволяет выполнять целый ряд простейших операций, включая захват объекта и его перемещение в указанную точку. Первые модели подобных механизмов не предусматривали наличия датчиков и были рассчитаны на выполнение одной-единственной заданной команды. Для обеспечения выполнения этой функции механизм должен был располагаться точно перед целевым объектом, с которым и осуществлялось взаимодействие.
Следующие поколения агрегатов отличались наличием простейших датчиков. С развитием науки телематики происходило превращение роботов-манипуляторов в сложнейшие устройства, способные адекватно анализировать окружающую обстановку и принимать соответствующие решения. Серьёзные преобразования претерпевала и рука, получавшая увеличенное количество степеней свободы и включавшая в себя уже не
два-три, а целый набор звеньев.
Современные роботы оснащаются компьютерами, способными функционировать по более совершенной программе, в которой закладываются не строгие и явные, а лишь общие указания и моменты.
Программное обеспечение установки осуществляет анализ данных, получаемых датчиками, и вырабатывает оптимальное для конкретной ситуации поведение. Система управления робота-манипулятора рассчитывает исходные и требуемые координаты каждого из звеньев руки, передавая соответствующие команды на сервоприводы. Фактически в случае современного манипулятора практически невозможно предугадать поведение заранее: даже в случае осуществления одних и тех же операций все выполняемые действия в каждом конкретном случае отличаются.
Классификация и применение
В современной промышленности применяются различные роботы-манипуляторы. Одним из преимуществ таких устройств перед человеком является тот факт, что промышленный робот не предъявляет таких же требований к рабочему месту, то есть не нуждается в обеспечении надлежащей циркуляции воздуха, ярком освещении и многих других условиях. Конечно, промышленные роботы требуют соблюдения определённых условий эксплуатации, обеспечивающих максимальный ресурс и производительность оборудования, но эти требования минимальны в сравнении с потребностями живого работника.
С точки зрения способа управления современные промышленные роботы-манипуляторы могут быть автоматическими (выполняющими свои задачи в соответствии с заданной оператором программой) и управляемыми дистанционно (производящие необходимые манипуляции по команде с удалённого пульта управления). Промышленные агрегаты могут отличаться с точки зрения конструкции, предусматривающей наличие одной или нескольких рук. Чаще всего роботы оснащаются одним вычислительным блоком, а также набором модулей, формируемым на основании требований и особенностей деятельности заказчика.
Эти модули определяют целый ряд характеристик агрегата.
- Предельный вес перемещаемых объектов.
- Точность позиционирования устройства.
- Степень свободы, присущая манипуляторной установке.
Благодаря вычислительному блоку обеспечивается внесение самых различных изменений в программу робота-манипулятора. В частности, оператор может своими руками оптимизировать точность перемещения захвата, скорость выполнения работ и многие другие параметры. Решение практически любой задачи подразумевает разработку и внедрение собственной уникальной программы, включающей в себя комплект алгоритмов предполагаемых операций и манипуляций, в соответствии с которыми робот и выполняет свои обязанности.
С точки зрения подвижности роботы-манипуляторы могут быть свободно перемещающимися на гусеницах (колёсах) либо ограниченными, предназначенными для выполнения работ на конкретном участке. Рабочие показатели ограниченных моделей чаще всего находятся в зависимости от конкретных условий работы, поэтому такие роботы обычно предусматривают дистанционное управление.
Манипулятор робота
Манипулятором принято называть специальное устройство, посредством которого выполняется перемещение самых различных объектов и предметов в пространстве. В состав оборудования входит определённое количество звеньев двух типов, работающих за счёт пневматического или гидравлического привода. Одна категория звеньев манипулятора отвечает за поступательные движения, вторая — за перемещения под углом. Узлы, работающие за счёт гидравлики, характеризуются более высокой мощностью.
Рука-манипулятор, сконструированная по примеру человеческой рабочей конечности, предусматривает наличие высокотехнологичного захватного механизма, осуществляющую работу с деталями и объектами. Рассмотрим подробнее этот и другие параметры.
| Аспекты | Характеристики |
| Захват предметов. | Непосредственно схватывание предметов в большинстве подобных устройств производится механическими пальцами. В работы с плоскими поверхностями эти пальцы оснащаются специальными присосками, а если необходимо работать сразу со многими аналогичными заготовками, для захвата используется крупная конструкция особой формы. |
| Крепление руки. | Крепление механической руки-манипулятора может быть как статическим, так и подвижным, предусматривающим полную или ограниченную свободу действий. |
| Насадки. | В некоторых моделях роботов-манипуляторов вместо руки может устанавливаться другое оборудование, такое как сварочный аппарат, пульверизатор, отвертка и т. д. |
https://www.youtube.com/watch?v=q58hk9SB2X4
Использование промышленных роботов-манипуляторов позволяет существенно повысить эффективность, производительность и безопасность производства, поэтому тысячи подобных агрегатов уже применяются на многих предприятиях самых различных отраслей.
