MODUL 1 · OSNOVE INDUSTRIJSKIH ROBOTA
Nastavna jedinica 1.2
Definicija robota
Definicija industrijskog robota kratka je, ali svaka njezina riječ nosi zahtjev. Kada se razloži na dijelove, postaje jasno zašto CNC stroj nije robot, zašto obična hidraulična ruka nije robot i zašto kolaborativni robot ipak jest robot, samo s dodatnim sigurnosnim svojstvima.
- izreći i razložiti definiciju industrijskog robota
- objasniti zahtjeve automatskog upravljanja, ponovne programibilnosti i višenamjenskosti
- objasniti pojam stupnja slobode gibanja i koliko ih je potrebno za slobodno postavljanje alata
- razgraničiti robota od manipulatora, CNC stroja i namjenskog automata
- prepoznati posebnosti kolaborativnog robota
Definicija i njezini dijelovi
Industrijski robot je automatski upravljan, ponovno programibilan višenamjenski manipulator, programibilan u tri ili više osi, koji može biti nepomično postavljen ili pomičan, a namijenjen je primjeni u industrijskoj automatizaciji. Definicija je namjerno stroga: svaki njezin dio isključuje neku skupinu strojeva koja bi se inače u robote ubrojila.
| Dio definicije | Što zahtijeva | Što isključuje |
|---|---|---|
| automatski upravljan | posao se izvodi bez neprekidnog vođenja rukom operatera | ručni manipulatori i balanseri |
| ponovno programibilan | redoslijed i položaji mogu se promijeniti bez zahvata u mehaniku | namjenski automati s bregastim upravljanjem |
| višenamjenski | isti stroj, uz izmjenu alata, obavlja različite poslove | strojevi izvedeni za jedan jedini zadatak |
| programibilan u tri ili više osi | gibanje u najmanje tri osi zadaje se programom | jednoosni i dvoosni manipulatori |
| manipulator | postoji mehanizam koji nosi i postavlja alat ili predmet | sustavi bez pokretnog člana |
Zbog toga se robot ne prepoznaje po izgledu. Postoje strojevi koji izgledaju kao robot, a definiciji ne udovoljavaju, i postoje portalne izvedbe koje na robota ne podsjećaju, a jesu roboti.
Stupnjevi slobode gibanja
Stupanj slobode gibanja jedno je neovisno gibanje koje mehanizam može izvesti. Kruto tijelo u prostoru ima ih šest: tri pomaka po osima x, y i z te tri zakreta oko tih istih osi. Da bi robot mogao dovesti alat u bilo koji položaj i pritom mu zadati bilo koju orijentaciju, treba mu najmanje šest osi. Otuda i najčešća izvedba industrijske ruke sa šest zglobova.
Manje osi nisu nedostatak nego odluka. Za slaganje kutija na paletu dovoljne su četiri osi, jer se kutija uvijek odlaže vodoravno, pa je potreban samo zakret oko okomite osi. Takav je robot jeftiniji, brži i krući. Više od šest osi susreće se kod robota koji moraju zaobići prepreku ili pristupiti obratku iz nezgodnog smjera; sedma os tada daje istu točku alata uz više različitih položaja ruke.
Odaberite svojstva zadatka i pogledajte koliko je stupnjeva slobode potrebno te koja se izvedba robota nameće kao razumna.
Robot, manipulator, CNC stroj i automat
U pogonu se uz robota nalaze i strojevi koji mu sliče. Manipulator je mehanizam za pomicanje tereta kojim čovjek upravlja izravno; on olakšava posao, ali ga ne izvodi sam. CNC stroj jest automatski upravljan i programibilan, ali nije višenamjenski u smislu definicije: on obrađuje odvajanjem čestica i njegove se osi kreću unutar vlastite, zatvorene konstrukcije. Namjenski automat izveden je za jedan posao i njegova se zadaća mijenja samo prepravljanjem.
Granice nisu uvijek oštre. Portalni sustav s tri linearne osi i zakretnom glavom po definiciji je robot kartezijske strukture, iako ga u pogonu zovu portalom. Bitno je znati po čemu se razvrstava, jer o tome ovise i propisi o sigurnosti i način programiranja.
Primjer
Ista se zadaća — ulaganje obratka u tokarilicu — može riješiti portalnim ulagačem, šestoosnim robotom ili ručno uz balanser. Sva tri rješenja rade isti posao, ali samo prva dva mogu raditi bez čovjeka, a samo drugo lako prelazi na drugi oblik obratka.
Kolaborativni roboti
Kolaborativni robot namijenjen je radu u zajedničkom prostoru s čovjekom, bez zaštitne ograde. To ne postiže drugačijom definicijom nego drugačijom izvedbom: zaobljenim oblicima bez mjesta na kojima se može prikliještiti, mjerenjem struje ili momenta u svakom zglobu radi otkrivanja dodira, ograničenom brzinom i silom te upravljanjem koje se pri dodiru odmah zaustavlja ili popušta.
Zbog tih ograničenja kolaborativni robot je u pravilu sporiji i nosi manje od klasične ruke istih dimenzija. Isplati se ondje gdje čovjek i robot dijele posao ili gdje ograda jednostavno ne stane. Važno je zapamtiti da sigurnost ne jamči sam robot nego cijela primjena: oštar alat ili obradak s bridovima čini i kolaborativnog robota opasnim, pa se procjena rizika radi za ćelinu u cjelini.
Ključni pojmovi
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Manipulator | Mehanizam za pomicanje predmeta kojim upravlja čovjek; ne izvodi posao samostalno. |
| Stupanj slobode | Jedno neovisno gibanje mehanizma; kruto tijelo u prostoru ima ih šest. |
| Prirubnica robota | Sučelje na kraju ruke na koje se pričvršćuje alat. |
| Kolaborativni robot | Robot izveden za rad uz čovjeka, s ograničenom silom i brzinom te otkrivanjem dodira. |
| Procjena rizika | Postupak kojim se za cijelu ćeliju utvrđuju opasnosti i mjere zaštite. |
Provjeri se
Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.
Pitanje 1 od 3
Koliko je stupnjeva slobode potrebno da se alat dovede u bilo koji položaj i orijentaciju u prostoru?
Tri pomaka i tri zakreta zajedno daju šest stupnjeva slobode krutog tijela u prostoru.
Pitanje 2 od 3
Zašto CNC stroj nije industrijski robot?
CNC stroj jest programibilan i automatski upravljan, ali nije višenamjenski manipulator; osi se kreću unutar vlastite konstrukcije radi obrade odvajanjem čestica.
Pitanje 3 od 3
Kolaborativni robot siguran je za rad uz čovjeka:
Oštar alat ili obradak čini i kolaborativnog robota opasnim; sigurnost se utvrđuje procjenom rizika za cijelu ćeliju.
Odgovoreno 0 od 3.