Prvý na svetepriemyselný robotsa narodil v Spojených štátoch v roku 1962. Americký inžinier George Charles Devol, Jr. navrhol „robota, ktorý dokáže flexibilne reagovať na automatizáciu prostredníctvom výučby a prehrávania“. Jeho nápad vyvolal iskru u podnikateľa Josepha Fredericka Engelbergera, ktorý je známy ako „otec robotov“, a tedapriemyselný robots názvom „Unimate (= pracovný partner s univerzálnymi schopnosťami)“.
Podľa ISO 8373 sú priemyselné roboty viackĺbové manipulátory alebo roboty s viacerými stupňami voľnosti pre priemyselnú oblasť. Priemyselné roboty sú mechanické zariadenia, ktoré automaticky vykonávajú prácu a sú to stroje, ktoré sa pri dosahovaní rôznych funkcií spoliehajú na vlastnú silu a riadiace schopnosti. Dokáže prijímať ľudské príkazy alebo bežať podľa vopred naprogramovaných programov. Moderné priemyselné roboty môžu tiež konať podľa princípov a pokynov formulovaných technológiou umelej inteligencie.
Medzi typické aplikácie priemyselných robotov patrí zváranie, lakovanie, montáž, zber a umiestňovanie (ako je balenie, paletizácia a SMT), kontrola a testovanie výrobkov atď.; všetka práca je dokončená s účinnosťou, odolnosťou, rýchlosťou a presnosťou.
Najčastejšie používané konfigurácie robotov sú kĺbové roboty, roboty SCARA, delta roboty a karteziánske roboty (horné roboty alebo xyz roboty). Roboty vykazujú rôzne stupne autonómie: niektoré roboty sú naprogramované tak, aby vykonávali špecifické činnosti opakovane (opakované činnosti) verne, bez variácií as vysokou presnosťou. Tieto akcie sú určené naprogramovanými rutinami, ktoré špecifikujú smer, zrýchlenie, rýchlosť, spomalenie a vzdialenosť série koordinovaných akcií. Iné roboty sú flexibilnejšie, pretože môžu potrebovať identifikovať polohu objektu alebo dokonca úlohu, ktorá sa má na objekte vykonať. Napríklad na presnejšie vedenie roboty často zahŕňajú podsystémy strojového videnia ako svoje vizuálne senzory, ktoré sú pripojené k výkonným počítačom alebo ovládačom. Umelá inteligencia alebo čokoľvek, čo je mylne považované za umelú inteligenciu, sa stáva čoraz dôležitejším faktorom moderných priemyselných robotov.
George Devol prvýkrát navrhol koncept priemyselného robota a požiadal o patent v roku 1954. (Patent bol udelený v roku 1961). V roku 1956 Devol a Joseph Engelberger spoluzaložili Unimation na základe pôvodného patentu Devola. V roku 1959 sa v Spojených štátoch zrodil prvý priemyselný robot Unimation, čím sa začala nová éra vývoja robotov. Spoločnosť Unimation neskôr poskytla licenciu na svoju technológiu spoločnostiam Kawasaki Heavy Industries a GKN na výrobu priemyselných robotov Unimates v Japonsku a Spojenom kráľovstve. Istý čas bola jediným konkurentom Unimation Cincinnati Milacron Inc. v Ohiu v USA. Koncom 70. rokov sa však táto situácia zásadne zmenila po tom, čo niekoľko veľkých japonských konglomerátov začalo vyrábať podobné priemyselné roboty. Priemyselné roboty sa v Európe rozbehli pomerne rýchlo a ABB Robotics a KUKA Robotics priniesli roboty na trh v roku 1973. Koncom 70. rokov rástol záujem o robotiku a do tejto oblasti vstúpilo mnoho amerických spoločností, vrátane veľkých spoločností ako General Electric a General Motors (ktorých spoločný podnik s japonskou FANUC Robotics založila spoločnosť FANUC). Medzi americké startupy patrili Automatix a Adept Technology. Počas boomu robotiky v roku 1984 získala Unimation spoločnosť Westinghouse Electric za 107 miliónov dolárov. Westinghouse v roku 1988 predal Unimation firme Stäubli Faverges SCA vo Francúzsku, ktorá stále vyrába kĺbové roboty pre všeobecné priemyselné aplikácie a aplikácie v čistých priestoroch, a koncom roku 2004 dokonca získala divíziu robotiky Bosch.
Definujte parametre Upravte počet osí – Na to, aby ste sa dostali kamkoľvek v rovine, sú potrebné dve osi; Na to, aby ste sa dostali kamkoľvek vo vesmíre, sú potrebné tri osi. Na plnú kontrolu nasmerovania koncového ramena (tj zápästia) sú potrebné ďalšie tri osi (pan, sklon a roll). Niektoré konštrukcie (napríklad roboty SCARA) obetujú pohyb kvôli cene, rýchlosti a presnosti. Stupne voľnosti – zvyčajne rovnaké ako počet osí. Pracovná obálka – Oblasť v priestore, ktorú môže robot dosiahnuť. Kinematika – skutočná konfigurácia pevných prvkov tela a kĺbov robota, ktorá určuje všetky možné pohyby robota. Typy kinematiky robotov zahŕňajú kĺbovú, kardanovú, paralelnú a SCARA. Kapacita alebo nosnosť – Koľko váhy dokáže robot zdvihnúť. Rýchlosť – Ako rýchlo sa robot dokáže dostať do pozície koncového ramena. Tento parameter môže byť definovaný ako uhlová alebo lineárna rýchlosť každej osi alebo ako zložená rýchlosť, čo znamená rýchlosť koncového ramena. Zrýchlenie – Ako rýchlo sa môže os zrýchliť. Toto je limitujúci faktor, pretože robot nemusí byť schopný dosiahnuť svoju maximálnu rýchlosť pri vykonávaní krátkych pohybov alebo zložitých dráh s častými zmenami smeru. Presnosť – Ako blízko sa môže robot dostať do požadovanej polohy. Presnosť sa meria ako vzdialenosť absolútnej polohy robota od požadovanej polohy. Presnosť je možné zlepšiť použitím externých snímacích zariadení, ako sú systémy videnia alebo infračervené žiarenie. Reprodukovateľnosť – Ako dobre sa robot vráti do naprogramovanej polohy. To sa líši od presnosti. Môže byť povedané, aby šiel do určitej polohy XYZ a prejde len do 1 mm od tejto polohy. Ide o problém s presnosťou a možno ho opraviť kalibráciou. Ak je však táto poloha naučená a uložená v pamäti ovládača a zakaždým sa vráti do vzdialenosti 0,1 mm od naučenej polohy, potom je jej opakovateľnosť v rozmedzí 0,1 mm. Presnosť a opakovateľnosť sú veľmi odlišné metriky. Opakovateľnosť je zvyčajne najdôležitejšou špecifikáciou pre robota a je podobná „presnosti“ pri meraní – s odkazom na presnosť a presnosť. ISO 9283[8] stanovuje metódy na meranie presnosti a opakovateľnosti. Typicky je robot poslaný do naučenej polohy niekoľkokrát, zakaždým, keď prejde do štyroch ďalších polôh a vráti sa do naučenej polohy, a zmeria sa chyba. Opakovateľnosť sa potom kvantifikuje ako štandardná odchýlka týchto vzoriek v troch rozmeroch. Typický robot môže mať samozrejme chyby polohy, ktoré presahujú opakovateľnosť, a to môže byť problém s programovaním. Okrem toho budú mať rôzne časti pracovnej obálky rôznu opakovateľnosť a opakovateľnosť sa bude líšiť aj v závislosti od rýchlosti a užitočného zaťaženia. ISO 9283 špecifikuje, že presnosť a opakovateľnosť sa meria pri maximálnej rýchlosti a pri maximálnom užitočnom zaťažení. To však produkuje pesimistické údaje, pretože presnosť a opakovateľnosť robota bude oveľa lepšia pri menšom zaťažení a rýchlostiach. Opakovateľnosť v priemyselných procesoch je ovplyvnená aj presnosťou terminátora (napríklad chápadla) a dokonca aj dizajnom „prstov“ na chápadle, ktoré sa používajú na uchopenie predmetu. Napríklad, ak robot chytí skrutku za hlavu, skrutka môže byť v náhodnom uhle. Následné pokusy o umiestnenie skrutky do otvoru pre skrutku pravdepodobne zlyhajú. Situácie, ako sú tieto, môžu byť zlepšené „zavádzacími funkciami“, ako je napríklad zúženie (skosenie) vstupu do otvoru. Ovládanie pohybu – Pri niektorých aplikáciách, ako sú jednoduché montážne operácie vyberania a umiestňovania, sa robot potrebuje pohybovať len tam a späť medzi obmedzeným počtom vopred naučených pozícií. Pri zložitejších aplikáciách, ako je zváranie a lakovanie (nanášanie sprejom), musí byť pohyb plynule kontrolovaný pozdĺž dráhy v priestore pri špecifikovanej orientácii a rýchlosti. Zdroj energie – Niektoré roboty používajú elektromotory, iné hydraulické pohony. Prvý z nich je rýchlejší, druhý je výkonnejší a je užitočný na aplikácie, ako je maľovanie, kde by iskry mohli spôsobiť výbuch; nízkotlakový vzduch vo vnútri ramena však zabraňuje prenikaniu horľavých pár a iných nečistôt. Pohon – Niektoré roboty spájajú motory s kĺbmi pomocou ozubených kolies; iné majú motory pripojené priamo na kĺby (priamy pohon). Použitie ozubených kolies má za následok merateľné „vôle“, čo je voľný pohyb osi. Menšie ramená robotov často používajú vysokorýchlostné jednosmerné motory s nízkym krútiacim momentom, ktoré zvyčajne vyžadujú vyššie prevodové pomery, ktoré majú nevýhodu vôle, a v takýchto prípadoch sa namiesto nich často používajú harmonické prevodovky. Poddajnosť – Toto je miera veľkosti uhla alebo vzdialenosti, o ktorú sa môže pohnúť sila pôsobiaca na os robota. Z dôvodu súladu sa robot bude pohybovať o niečo nižšie, keď nesie maximálne užitočné zaťaženie, ako keď nenesie žiadne zaťaženie. Vyhovenie tiež ovplyvňuje mieru prekročenia v situáciách, keď je potrebné znížiť zrýchlenie s vysokým užitočným zaťažením.
Čas uverejnenia: 15. novembra 2024
