Перший у світіпромисловий роботнародився в Сполучених Штатах у 1962 році. Американський інженер Джордж Чарльз Девол молодший запропонував «робота, який може гнучко реагувати на автоматизацію шляхом навчання та відтворення». Його ідея викликала іскру у підприємця Джозефа Фредеріка Енгельбергера, якого називають «батьком роботів».промисловий роботпід назвою «Unimate (= робочий партнер з універсальними можливостями)».
Відповідно до стандарту ISO 8373, промислові роботи — це багатошарнірні маніпулятори або роботи з кількома ступенями свободи для промислової сфери. Промислові роботи — це механічні пристрої, які автоматично виконують роботу, і це машини, які покладаються на власну потужність і можливості керування для виконання різних функцій. Він може приймати команди людини або працювати за попередньо запрограмованими програмами. Сучасні промислові роботи також можуть діяти відповідно до принципів і вказівок, сформульованих технологією штучного інтелекту.
Типові сфери застосування промислових роботів включають зварювання, фарбування, збирання, збирання та розміщення (наприклад, пакування, палетування та SMT), перевірку та тестування продукції тощо; всі роботи виконуються з ефективністю, довговічністю, швидкістю та точністю.
Найпоширенішими конфігураціями роботів є шарнірні роботи, роботи SCARA, дельта-роботи та декартові роботи (накладні роботи або роботи xyz). Роботи демонструють різний ступінь автономності: деякі роботи запрограмовані на виконання певних дій неодноразово (повторювані дії) сумлінно, без змін і з високою точністю. Ці дії визначаються запрограмованими процедурами, які визначають напрямок, прискорення, швидкість, уповільнення та відстань серії скоординованих дій. Інші роботи є більш гнучкими, оскільки їм може знадобитися визначити місцезнаходження об’єкта або навіть завдання, яке потрібно виконати на об’єкті. Наприклад, для більш точного наведення роботи часто включають підсистеми машинного зору як візуальні датчики, підключені до потужних комп’ютерів або контролерів. Штучний інтелект або все те, що помилково сприймають як штучний інтелект, стає все більш важливим фактором у сучасних промислових роботах.
Джордж Девол вперше запропонував концепцію промислового робота та подав заявку на патент у 1954 році. (Патент було видано у 1961 році). У 1956 році Девол і Джозеф Енгельбергер заснували Unimation на основі оригінального патенту Девола. У 1959 році в Сполучених Штатах народився перший промисловий робот Unimation, який відкрив нову еру розвитку роботів. Пізніше Unimation передала ліцензію на свою технологію Kawasaki Heavy Industries та GKN для виробництва промислових роботів Unimates у Японії та Великобританії відповідно. Певний період часу єдиним конкурентом Unimation була Cincinnati Milacron Inc. в Огайо, США. Однак наприкінці 1970-х ця ситуація кардинально змінилася після того, як кілька великих японських конгломератів почали виробляти подібних промислових роботів. Промислові роботи почали розвиватися досить швидко в Європі, і ABB Robotics і KUKA Robotics випустили роботів на ринок у 1973 році. Наприкінці 1970-х років інтерес до робототехніки зріс, і багато американських компаній вийшли на ринок, у тому числі великі компанії, такі як General Electric і General Motors (чиє спільне підприємство з японською FANUC Robotics було створено FANUC). Серед американських стартапів були Automatix і Adept Technology. Під час буму робототехніки в 1984 році компанія Unimation була придбана Westinghouse Electric за 107 мільйонів доларів. У 1988 році Westinghouse продала Unimation компанії Stäubli Faverges SCA у Франції, яка все ще виробляє шарнірних роботів для загального промислового застосування та чистих приміщень, і навіть придбала підрозділ робототехніки Bosch наприкінці 2004 року.
Визначити параметри Редагувати кількість осей – для досягнення будь-якої точки площини потрібні дві осі; щоб потрапити в будь-яку точку космосу, потрібні три осі. Щоб повністю контролювати вказівку кінця руки (тобто зап’ястя), необхідні ще три осі (панорамування, крок і крен). Деякі конструкції (наприклад, роботи SCARA) приносять в жертву рух заради вартості, швидкості та точності. Ступені свободи – зазвичай такі ж, як кількість осей. Робоча зона – область у просторі, яку може досягти робот. Кінематика – фактична конфігурація елементів твердого тіла та з’єднань робота, яка визначає всі можливі рухи робота. Типи кінематики роботів включають шарнірну, карданну, паралельну та SCARA. Місткість або вантажопідйомність – скільки ваги може підняти робот. Швидкість – як швидко робот може встановити положення кінцевої руки. Цей параметр можна визначити як кутову або лінійну швидкість кожної осі або як складену швидкість, що означає швидкість кінцевого плеча. Прискорення – як швидко може прискорюватися вісь. Це обмежуючий фактор, оскільки робот може не досягти своєї максимальної швидкості під час виконання коротких рухів або складних шляхів із частими змінами напрямку. Точність – наскільки близько робот може наблизитися до потрібного положення. Точність вимірюється як далеко абсолютне положення робота від бажаного положення. Точність можна підвищити за допомогою зовнішніх сенсорних пристроїв, таких як системи зору або інфрачервоного випромінювання. Відтворюваність – наскільки добре робот повертається в запрограмоване положення. Це відрізняється від точності. Йому можуть наказати перейти в певне положення XYZ, і воно переходить лише на 1 мм від цього положення. Це проблема точності, і її можна виправити за допомогою калібрування. Але якщо ця позиція навчена та збережена в пам’яті контролера, і вона кожного разу повертається в межах 0,1 мм від навченої позиції, тоді її повторюваність буде в межах 0,1 мм. Точність і повторюваність – дуже різні показники. Повторюваність зазвичай є найважливішою специфікацією для робота та схожа на «точність» у вимірюванні — з посиланням на точність і точність. ISO 9283[8] встановлює методи вимірювання точності та повторюваності. Як правило, робота кілька разів відправляють у навчену позицію, щоразу переходячи на чотири інші позиції та повертаючись у навчену позицію, і вимірюється помилка. Потім повторюваність кількісно визначається як стандартне відхилення цих зразків у трьох вимірах. Звичайно, типовий робот може мати помилки позиції, які перевищують повторюваність, і це може бути проблемою програмування. Крім того, різні частини робочої зони матимуть різну повторюваність, а повторюваність також змінюватиметься залежно від швидкості та корисного навантаження. ISO 9283 визначає, що точність і повторюваність вимірюваються на максимальній швидкості та максимальному корисному навантаженні. Однак це дає песимістичні дані, оскільки точність і повторюваність робота будуть набагато кращими за менших навантажень і швидкостей. На повторюваність у промислових процесах також впливає точність термінатора (наприклад, захват) і навіть конструкція «пальців» на захваті, які використовуються для захоплення об’єкта. Наприклад, якщо робот бере гвинт за головку, гвинт може бути під випадковим кутом. Подальші спроби вставити гвинт в отвір для гвинта, швидше за все, будуть невдалими. Ситуації, подібні до цих, можна покращити за допомогою «вхідних функцій», наприклад, зробити вхідний отвір конічним (скошеним). Управління рухом – для деяких застосувань, наприклад для простих операцій збирання та розміщення, робот повинен лише рухатися вперед і назад між обмеженою кількістю попередньо навчених положень. Для більш складних застосувань, таких як зварювання та фарбування (фарбування розпиленням), необхідно безперервно контролювати рух уздовж шляху в просторі з певною орієнтацією та швидкістю. Джерело живлення – деякі роботи використовують електричні двигуни, інші – гідравлічні приводи. Перший швидший, другий потужніший і корисний для таких застосувань, як фарбування, де іскри можуть спричинити вибухи; однак повітря низького тиску всередині рукава запобігає проникненню легкозаймистих парів та інших забруднень. Привід – деякі роботи з’єднують двигуни з шарнірами за допомогою передач; інші мають двигуни, підключені безпосередньо до шарнірів (прямий привід). Використання зубчастих коліс призводить до вимірного «люфту», який є вільним рухом осі. Менші манипулятори роботів часто використовують високошвидкісні двигуни постійного струму з низьким крутним моментом, для яких зазвичай потрібні вищі передавальні числа, недоліком яких є люфт, і в таких випадках замість них часто використовуються гармонічні редуктори. Податливість – це міра величини кута або відстані, на яку може переміститися сила, прикладена до осі робота. Через відповідність робот рухатиметься трохи нижче, якщо він перевозить максимальне корисне навантаження, ніж коли не переносить корисного навантаження. Відповідність також впливає на величину перевищення в ситуаціях, коли необхідно зменшити прискорення з великим корисним навантаженням.
Час публікації: 15 листопада 2024 р
