IPARI ROBOTOK. Kinematikai strukturák, munkatértípusok. 2. előadás. Dr. Pintér József

Átírás

1 IPARI ROBOTOK, munkatértípusok 2. előadás Dr. Pintér József

2 Az ipari robotok kinematikai felépítése igen sokféle lehet. A kinematikai felépítés alapvetően meghatározza munkaterének alakját, a mozgási sebességét, a terhelhetőségét, a pontosságát. Az ipari robotok alkalmazhatóságát nemzetközi szabvány rögzíti (Manipulating industrial robots Performance criteria and related test methods ISO 9283). Ipari robotok munkatértípusai 2

3 Egy tetszőleges térbeli pont helyzetét 3 koordinátájával adhatjuk meg. Ez a pont elérhető 3 megfelelően egymásra épített robotkarral. A robot karjait, tagjait összekötő kényszerek lehetnek haladó (T=Transzlációs) kényszerek vagy forgó (R=Rotációs) kényszerek, csuklók. Általánosan a robot karokat összekötő kényszert robot csuklónak nevezik, és T vagy R betűvel jelölik. Ez a három tag a kétfajta kényszer segítségével 23=8 különböző változatban kapcsolhatók össze.

4 Az ipari robot kinematikai felépítését (a karrendszerét) a szabadságfokok, másképpen fogalmazva a mozgástengelyek határozzák meg. A mozgástengelyek lehetnek: transzlációs (T - egyenes vonal mentén elmozduló), és/vagy rotációs (R - forgó) mozgástengely. Megjegyzés: A megfogó szerkezet nyitás/zárás funkciója nem számít mozgástengelynek. Ipari robotok munkatértípusai 4

5 Az ábrán látható egy jellemzően transzlációs (egyenes vonalú, lineáris) és egy jellemzően rotációs (forgó) mozgásokat végző ipari robot Ipari robotok munkatértípusai 5

6 A munkatér az ipari robot effektora (illetve pontosabban: a robot mechanikus csatlakozó felülete felületének középpontja, lásd a későbbiekben is) által bejárható tér. Az ipari robot fontos eleme az effektor. Az effektor az ipari robot tényleges munkát végző szerkezeti egysége. Alapvetően két csoportot különböztetnek meg, az effektor lehet: megfogó szerkezet, vagy szerszám. Ipari robotok munkatértípusai 6

7 A mozgástengelyeket (szabadságfokokat) szokták alap- vagy fő-, és segéd- vagy melléktengelyeknek is nevezni. A főtengelyek viszik a robot effektorát (megfogó szerkezetét vagy szerszámát) a munkatér előírás szerinti, programozott (kijelölt) helyére. A segédtengelyek (például a korábbi ábrán a 4., 5. és 6. tengelyek az effektor kívánt helyzetét (orientációját) állítják be, helyváltoztatásuk mértéke a főtengelyekhez viszonyítva kicsi. Ipari robotok munkatértípusai 7

8 Munkaterük alapján az ipari robotok a következő négy csoportba sorolhatók: hasáb, henger (-koordinátás), gömb (üreges), humanoid. Ipari robotok munkatértípusai 8

9 3T 1T+2R 2T+1R 3R

10 Hasáb alakú munkatér 2T+1R 3T három haladó mozgás Derékszögű (Descartes) koord.rendszer 40% Henger alakú (üreges) munkatér 2T+1R kettő haladó + egy forgó mozgás Hengerkoordináták

11 Hasáb alakú munkatér 3T három haladó mozgás Derékszögű (Descartes) koord.rendszer 40%

12 Henger alakú (üreges) munkatér 2T+1R kettő haladó + egy forgó mozgás Hengerkoordináták 2T+1R

13 Gömb (üreges) alakú munkatér 1T+2R (egy haladó és kettő forgó mozgás) Gömbkoordináták b és c munkatér összesen kb. 12% Gömbalakú munkatér 3R (három forgástengely) Csuklókoordináták 40%

14 Gömbalakú munkatér 3R (három forgástengely) Csuklókoordináták 40%

15 1T+ 2R (akadálykerülő képesség) Kb % Szerelés (akadálykerülő képesség) SCARA típusú robot és munkatere

16 SCARA típusú robot és munkatere ADEPT SCARA

17

18 A hasáb ill. a gömb alakú munkaterek összehasonlítása: Tulajdonságok Hasáb (3T) Gömb (3R) Közvetlen Akadály felett átnyúlva is V, H, P V 3. Terhelő nyomaték Nagy Kicsi 4. Tárgy méretek Nagy Közepes 5. Szabadságfokok Elsősorban lineáris Elsősorban forgó Gyakorlatilag korlátlan Fellépő nyomaték által korlátozott Döntően egy síkban Tetszőleges Elsősorban pontvezérlés Szakasz és pont vezérlés 9. Pozícionáló egység Egyszerű Bonyolult 10. Üzemidő Közepes Nagy 11. Térkihasználás Közepes Közepes 1. Tárgy felvétel, lerakás 2. Energia 6. Mozgás utak 7. Térbeli pályapont helyzete 8. Vezérlés 18

19 Munkatértípusok összehasonlítása

20 Munkatértípusok összehasonlítása

21 Portálrobot felépítése (ABB)

22 Portálrobot felépítése

23 Portálrobot (igm)

24 Robotok mukatértípusai Portál robot Wittmann

25 Csuklós robot Mitsubishi SCARA típusú robot Mitsubishi

26 SCARA típusú robot

27

28 Robotok mukatértípusai

29 FANUC A legnagyobb munkatértípusú Robot RÁBA Robotok mukatértípusai

30 Robotok mukatértípusai FANUC ROBOT SCARA robot

31 Robotok mukatértípusai ABB IRB 140-es robot

32 Különleges robotok Tricept robot három kar egyidejű mozgatásával tud lineáris mozgásokat végezni (3T), párhuzamos kinematikájú Előnyök: merev pontos Hátrányok: kisebb munkatér teherbírás Ritkán használják (bonyolult)

33 Robotok mukatértípusai Egy konkrét ipari robot munkatere (katalógusból)

34 Robotok mukatértípusai Hagyományos és Tricept robot munkatere

35 Robotok mukatértípusai Gyorsulása: 10 G Trhelhetősége: 2 kg ABB QuickMoveTM 4 tengelyes robot munkatere (IRB 340)

36 Különleges robotok Tripod robot (FESTO) Ipari robotok munkatértípusai 36

37 Robotok mukatértípusai Portál robot munkatere

38 Ipari robot mozgástér jellemzői Az ipari robotok ütközésvizsgálataihoz, valamint a robot környezetében található objektumok (például szerszámgépek, perifériák, stb.) elhelyezésének tervezéséhez ismerni szükséges az ipari robot mozgásteret. A mozgástér az a tér, amelyet a robot mozgása során annak valamely eleme elérhet. A mozgástér és a munkatér különbsége az un. holttér, ennek célszerűen kicsinek kell lennie Az ábra oldalnézetből (bal oldali ábra) és felülnézetből ábrázolja a robotot). A biztonsági tér pontjaiba a robot egyetlen eleme sem juthat el, valóban egy látszólag felesleges, de a biztonság szempontjából mégis fontos térrész. Ipari robotok munkatértípusai 38

39 Ipari robot mozgástér jellemzői (VDI 2861) a biztonsági tér b holttér c munkatér Veszélyzóna = a + b + c

40 Köszönöm a figyelmet!