Различные конфигурации руки
Главная роль руки пребывает в том, дабы перемещать захват либо инструмент в заданные точки пространства при соответствующей ориентации. Дабы сориентировать объект любым образом и в любой точке пространства (рис.
1), рука должна иметь шесть степеней свободы — три поступательные (вправо и влево, вперед и назад, вверх и вниз) с целью достигнуть любой точки и три вращательные для обеспечения любой ориентации. Дополнение конструкции робота захватом, что может раскрываться и закрываться, не дает дополнительной свободы для робота, по крайней мере не более, чем имел возможность бы дать поворачивающийся шпиндель.
Роботы должны иметь три поступательные степени свободы, но многие конструкции смогут быть лишены одного либо более вращательных сочленений, что дает значительную экономию в стоимости без заметной утраты в способности делать такие работы, как манипуляция несложными подробностями. Рабочие территории (все точки пространства, каковые может достигнуть рука робота) различаются по форме, что зависит от конфигурации, выбранной для конструкции руки.
Распространенная классификация руки роботов по конструкции включает группирование по координатной совокупности трех основных (поступательных) осей, каковые снабжают вертикальный подъемный движение, движение вовнутрь и наружу, вращательное либо поперечное перемещение довольно вертикальной оси робота. Различают шесть главных типов.
1. Робот, действующий в цилиндрической совокупности координат.
На рис. 2 продемонстрирован робот, горизонтальная рука которого может вдвигаться и выдвигаться параллельно основанию, двигаться вверх и вниз по вертикальной стойке (оставаясь параллельной основанию), а основание поворачивается вместе с рукой и стойкой около вертикальной оси, образуя рабочую территорию, имеющую частично Цилиндрическую форму.
Это соответствует цилиндрической совокупности координат, которая определяет точки в пространстве и исходя из этого подходит для этого типа робота. направляться подчернуть, что блоки управления современных Роботов владеют вычислительной мощностью, которая разрешает определять точки в одной из многих разных совокупностей координат (как прекрасно привычные х, у, z в Декартовой совокупности координат) независимо от типа ро-б°та.
Однако цилиндрическая совокупность координат остается «естественной» для для того чтобы рода роботов, обычные образцы которых производят компании «Фанук», «Прэб» и «Сейко».
Рис. 1. Шесть перемещений, требуемых для любой ориентации захвата в любой точке пространства
2. Робот, действующий в сферической (полярной) совокупности координат.
На рис. 3 продемонстрирован робот, имеющий одну руку, которая может вдвигаться, выдвигаться и вращаться на основании, как и раньше, но применяет вращательное вертикальное перемещение вместо поступательного, образуя в пространстве так частично сферу.
Обычные образцы для того чтобы рода роботов выпускаются компанией «Юнимейшн».
3. Робот, действующий в декартовой (прямоугольной) совокупности координат.
Данный тип робота (рис. 4) владеет тремя взаимно перпендикулярными осями перемещений.
Он складывается из стойки, которая движется вверх и вниз; поперечной балки, к которой подвешена стойка, по которой она может двигаться влево и вправо; балка со своей стороны способна перемещаться вперед и назад. Так, всецело обеспечивается перемещение по осям х, у и z.
Рис. 2. Робот, действующий в цилиндрической совокупности координат
Рис. 3. Робот, действующий в сферической (полярной) совокупности координат
Эта конфигурация идеально разрешает использовать декартовую (либо прямоугольную) совокупность координат. Образцы таких роботов смогут иметь сверху раму, как сборочный робот «ИБМ-7565» (первоначально «РС1») и «Оливет-ти сигма».
Механические особенности данной конфигурации разрешают обширно использовать такие роботы в том месте, где требуется высокая точность, к примеру на сборочных операциях.
Рис. 4. Робот, действующий в декартовой (прямоугольной) совокупности координат
Рис. 5. Робот (рука), действующий в угловой совокупности координат
4. Робот, действующий в угловой совокупности координат (с рукой, шарнирно сочлененной).
Пример четвертого класса роботов, время от времени известных как антропоморфные, приведен на рис. 5. Он складывается из талантливых вращаться соединений, именуемых «локтем» и «плечом» (как у людской руки), закрепленных на «талии», складывающейся из вращающегося основания, которое снабжает третью степень свободы.
Преимущество таковой конфигурации — большая рабочая территория, что разрешает минимизировать размеры производственных площадей, нужных для размещения робота в цехе. Обычными примерами являются роботы, производимые компаниями «АСЕА», «Цинциннати милэк-рон» и «Юнимейшн» (серии «Пума»),
5. Роботы типа «СКАРА».
В апреле 1981 г. в первый раз показался робот принципиально новой конструкции, созданный в Японии в университете Яманаси, названный «СКАРА»1 (рис. 6).
Он подобен роботу, действующему в угловой совокупности координат, но его вращающиеся сочленения находятся в горизонтальной, а не в вертикальной плоскости с применением вертикальной оси для подъема захвата. Такая конструкция сочетает свойства роботов, действующих в угловой и цилиндрической совокупностях координат.
За счет жесткости конструкции в вертикальном направлении роботы типа «СКАРА» смогут нести значительно более высокие нужные нагрузки, чем другие сборочные роботы,— до тридцати килограмм. Многие компании принимали участие в исследовательских работах по созданию «СКАРА», а «Пентел» и «ГЕК» создали личные модели.
Компания «ИБМ» заключила лицензионное соглашение на продажу роботов типа «СКАРА» — таких, как «ИБМ-7535».
Рис. 6. Робот типа «СКАРА»
6. Параллельно действующий робот.
Радикальный отход от классических конструкций роботов осуществлен при создании исследовательского Робота «ГЭДФЛАЙ»2. Робот «ГЭДФЛАЙ» имеет диск с инструментами, подвешенный на трех парах стержней.
Изменяя длину стержней, возможно перемещать рабочий °Рган по шести степеням свободы. Особенно принципиально важно, что благодаря сочленениям, собранным не последовательно, как в других роботах, а параллельно, совокупность возможно весьма легкой, стремительной и правильной.
Но это преимущество сводится на нет из-за малой рабочей территории. Такие роботы смогут применяеться для легких сборочных операций.
