MODUL 1 · OSNOVE INDUSTRIJSKIH ROBOTA
Nastavna jedinica 1.3
Karakteristike robota
Svaki proizvođač uz robota daje tehnički list s desetak brojeva. Ti su brojevi svrstani u pet skupina — geometrija, opterećenje, kinematika, preciznost i kontroler — i tek zajedno govore može li robot obaviti zadani posao. Ova jedinica uči ih čitati.
- razvrstati podatke iz tehničkog lista u pet skupina karakteristika
- očitati doseg i oblik radnog prostora iz dijagrama proizvođača
- objasniti odnos korisne nosivosti, položaja težišta i momenta tromosti
- razlikovati točnost od ponovljivosti i objasniti zašto je ponovljivost mjerodavna
- izračunati smije li zadana kombinacija alata i obratka na odabrani robot
Pet skupina podataka
Glavne karakteristike industrijskih robota mogu se svrstati u pet skupina. Geometrija govori dokle robot doseže i kakav je oblik prostora koji pokriva. Opterećenje govori koliko smije nositi. Kinematika opisuje broj osi i brzine. Preciznost govori koliko je pouzdan u ponavljanju. Kontroler određuje čime se robot upravlja i na što se može spojiti.
| Skupina | Tipični podaci | Na što utječe |
|---|---|---|
| Geometrija | doseg, radni prostor, visina, oblik osnove | raspored ćelije, dohvat točaka |
| Opterećenje | korisna nosivost, dodatna nosivost na ruci, moment tromosti | izbor alata, ubrzanja, vijek prijenosnika |
| Kinematika | broj osi, opseg zakreta, najveće brzine osi | vrijeme ciklusa, oblik putanje |
| Preciznost | ponovljivost, točnost putanje | primjenjivost u montaži i mjerenju |
| Kontroler | ulazi i izlazi, sučelja, način rada, masa | povezivanje sa strojevima i nadzorom |
Geometrija i radni prostor
Doseg je najveća udaljenost od osi prvog zgloba do prirubnice, mjerena vodoravno. Uz njega proizvođač daje i dijagram radnog prostora, obično u bočnom i tlocrtnom pogledu. Dijagram je važniji od samog broja, jer radni prostor nije kugla: ispod baze i tik uz nju postoje područja u koja robot ne može, a rub prostora dohvaća samo s ispruženom rukom.
Pri postavljanju ćelije vrijedi jednostavno pravilo: radne točke ne stavljaju se na sam rub radnog prostora. Na rubu robot radi ispruženo, gubi krutost, a male pogreške u postavljanju stanice odjednom znače nedostižnu točku. Uz to treba imati na umu da doseg vrijedi do prirubnice; dodavanjem alata radna se točka pomiče, pa se radni prostor mijenja.
Pažnja
U dijagramu radnog prostora uvijek provjerite i područje neposredno uz bazu. Ondje se nalazi zona u koju robot ne može doći ni pri kojem položaju zglobova, a upravo se ondje često pokušava smjestiti spremnik ili stroj.
Opterećenje
Korisna nosivost nije samo masa obratka. U nju ulazi sve što visi o prirubnici: prihvatnica, prirubna ploča, cijevi, senzor i tek onda obradak. Uz masu proizvođač zadaje i dopušteni položaj težišta te dopušteni moment tromosti, jer robot ne diže teret samo prema gore nego ga i ubrzava i zaustavlja.
Zato se nosivost ne iščitava kao jedan broj nego iz dijagrama: na vodoravnoj osi je udaljenost težišta od prirubnice, na okomitoj je masa, a krivulje omeđuju dopušteno područje. Isti robot koji nosi 10 kg s težištem 100 mm od prirubnice smije nositi znatno manje ako je težište na 300 mm. Uz to mnogi roboti imaju i dodatnu nosivost na podlaktici, predviđenu za sklop ventila ili dovod medija.
Zbroj mase prihvatnice i obratka te položaj zajedničkog težišta uspoređuju se s dopuštenim područjem robota. Model je pojednostavljen: dopuštena masa pada s udaljenošću težišta.
Kinematika i brzine
Kinematika obuhvaća broj osi, opseg zakreta svake osi i najveće brzine. Opsezi zakreta objašnjavaju zašto robot ponekad do iste točke može doći na dva ili više različitih načina, s laktom gore ili dolje. Te se mogućnosti nazivaju konfiguracijama i o njima kasnije ovisi hoće li robot pri prelasku s točke na točku napraviti neočekivan zamah.
Najveće brzine osi navode se u stupnjevima u sekundi i gotovo se nikada ne postižu sve istodobno. Stvarno vrijeme ciklusa ovisi o ubrzanjima, o masi tereta i o duljini pojedinih segmenata putanje, pa se pouzdano dobiva tek simulacijom.
Preciznost: točnost i ponovljivost
Ove se dvije veličine najčešće brkaju. Točnost je odstupanje stvarno postignutog položaja od onoga koji je programom zadan brojevima. Ponovljivost je rasipanje položaja kada se robot više puta vraća u istu, prethodno naučenu točku. Kataloška vrijednost koja se navodi uz industrijske robote gotovo je uvijek ponovljivost, i redovito je znatno bolja od točnosti.
Razlog je u tome što na točnost utječu proizvodna odstupanja članaka, elastičnost, temperatura i pogreške u modelu robota, dok se kod ponovljivosti sve to poništava jer robot ponavlja isti put. Praktična posljedica je važna: dok se točke uče na stroju, dovoljna je dobra ponovljivost. Čim se točke računaju izvan stroja, iz modela ili iz CAD podataka, počinje vrijediti točnost i robot treba kalibrirati.
Zapamtite
Uči li se točka na stroju — mjerodavna je ponovljivost. Računa li se točka iz modela — mjerodavna je točnost.
Ključni pojmovi
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Doseg | Najveća vodoravna udaljenost od osi prvog zgloba do prirubnice. |
| Radni prostor | Skup svih dostižnih točaka vrha alata, prikazan dijagramom. |
| Korisna nosivost | Dopuštena masa alata i obratka pri zadanom položaju težišta. |
| Moment tromosti | Mjera otpora tereta promjeni brzine vrtnje; ograničava ubrzanja. |
| Točnost | Odstupanje stvarnog od programom zadanog položaja. |
| Ponovljivost | Rasipanje pri višekratnom dolasku na istu naučenu točku. |
| Konfiguracija | Jedan od više položaja zglobova kojima se postiže isti položaj alata. |
Provjeri se
Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.
Pitanje 1 od 3
Koja se vrijednost najčešće navodi u katalogu industrijskog robota?
Kataloška vrijednost je gotovo uvijek ponovljivost, koja je bolja od točnosti.
Pitanje 2 od 3
Ista masa tereta postaje nedopuštena ako se:
Dopuštena masa pada s udaljenošću težišta jer raste moment na zglobovima ruke.
Pitanje 3 od 3
Kada postaje mjerodavna točnost, a ne ponovljivost?
Točke izračunate izvan stroja traže da robot stvarno pogodi zadane koordinate, a to je točnost.
Odgovoreno 0 od 3.