MODUL 1 · OSNOVE INDUSTRIJSKIH ROBOTA
Nastavna jedinica 1.4
Klasifikacije robota
Robotske se strukture razlikuju po tome kako su zglobovi složeni. Iz toga slijedi sve ostalo: oblik radnog prostora, brzina, krutost i cijena. Četiri se izvedbe susreću u gotovo svakom pogonu, a izbor među njima najčešće je odluka koja se donese prije svega ostalog.
- prepoznati artikuliranu, SCARA, kartezijsku i delta strukturu po izgledu i po kinematici
- opisati oblik radnog prostora svake od tih struktura
- usporediti strukture po brzini, krutosti, zauzeću prostora i cijeni
- odabrati prikladnu strukturu za zadani zadatak i obrazložiti izbor
- objasniti razliku između serijske i paralelne kinematike
Serijska i paralelna kinematika
Prvo razvrstavanje ide po načinu na koji su članci povezani. Kod serijske kinematike članci su nanizani jedan za drugim, kao ljudska ruka: svaki zglob nosi sve što je iza njega. Takva je izvedba jednostavna, ima velik radni prostor u odnosu na vlastite dimenzije, ali su joj pokretne mase velike pa su ubrzanja ograničena.
Kod paralelne kinematike platforma s alatom povezana je s bazom preko više štapova koji rade istodobno. Pogoni ostaju u bazi, pokretne mase su male, a krutost velika. Cijena je manji radni prostor i složeniji proračun položaja.
Artikulirana robotska ruka
Najčešća izvedba u industriji. Ima šest zakretnih zglobova, radni prostor približno kuglastog oblika i sposobnost da alat dovede u gotovo bilo koju orijentaciju. Dobro zaobilazi prepreke i može raditi u skučenom prostoru jer se ruka može presaviti.
Primjenjuje se za zavarivanje, rukovanje, lijepljenje, bojenje, posluživanje strojeva i montažu. Nedostatak je što je pri istoj nosivosti sporija od SCARA ili delta izvedbe i što joj krutost pada kada je ruka ispružena.
Horizontalna artikulirana pregibna ruka
Poznatija po kratici SCARA. Ima dva ili tri zakretna zgloba s okomitim osima i jednu linearnu os prema dolje. Kruta je u okomitom smjeru, a popustljiva u vodoravnoj ravnini, što je čini idealnom za ulaganje dijelova u provrte: mali bočni pomak dopušta da dio sam sjedne na mjesto.
Radni prostor je prstenast, a brzine u ravnini vrlo velike. Koristi se za montažu, ulaganje elektroničkih dijelova, vijčanje i posluživanje malih strojeva. Ne može zakrenuti alat izvan okomite osi, pa nije prikladna za zadatke s promjenjivim nagibom.
Kartezijska i delta struktura
Kartezijska struktura ima tri linearne osi pod pravim kutom. Radni prostor je kvadar, položaj se računa trivijalno, a krutost je velika i jednaka u cijelom prostoru. Lako se gradi u vrlo velikim dimenzijama, pa se susreće kao portal iznad strojeva ili skladišta. Zauzima mnogo prostora u odnosu na radni prostor koji pokriva.
Delta struktura je paralelna: tri poluge iz baze nose zajedničku platformu. Pokretne mase su vrlo male pa ubrzanja dosežu vrijednosti nedostupne serijskim izvedbama. Koristi se za razvrstavanje i pakiranje lakih predmeta, tipično uz traku i sustav vida. Nosivost je mala, a radni prostor plitak i nalik obrnutoj kupoli.
Odaberite obilježja zadatka; prikaz predlaže strukturu i navodi razlog. Prijedlog je orijentacijski i uvijek ga treba provjeriti dijagramom radnog prostora.
Kako odabrati
Izbor strukture rijetko je pitanje ukusa. Ako je potrebna puna orijentacija alata, izbor je artikulirana ruka. Ako se radi brza montaža u ravnini, izbor je SCARA. Ako je prostor velik, pravokutan i pristup je odozgo, izbor je portal. Ako se razvrstavaju laki predmeti s trake u kratkom taktu, izbor je delta.
| Struktura | Radni prostor | Jaka strana | Slaba strana |
|---|---|---|---|
| Artikulirana | približno kuglast | orijentacija alata, zaobilaženje prepreka | manja brzina, pad krutosti u ispruženom položaju |
| SCARA | prstenast | brzina u ravnini, krutost prema dolje | bez nagiba alata |
| Kartezijska | kvadar | krutost i jednostavan proračun | zauzeće prostora |
| Delta | plitka kupola | vrlo velika ubrzanja | mala nosivost, plitak prostor |
Ključni pojmovi
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Serijska kinematika | Članci nanizani jedan za drugim; svaki zglob nosi sve iza sebe. |
| Paralelna kinematika | Platforma povezana s bazom preko više štapova koji djeluju istodobno. |
| SCARA | Horizontalna artikulirana pregibna ruka, kruta okomito i popustljiva u ravnini. |
| Delta | Paralelna struktura s pogonima u bazi, namijenjena vrlo brzom rukovanju lakim predmetima. |
| Portal | Kartezijska izvedba s trima linearnim osima, obično iznad radnog prostora. |
Provjeri se
Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.
Pitanje 1 od 3
Koja je struktura najprikladnija za ulaganje dijela u provrt uz velike brzine u ravnini?
SCARA je kruta u okomitom smjeru i popustljiva u ravnini, što olakšava ulaganje u provrt.
Pitanje 2 od 3
Zašto delta struktura postiže vrlo velika ubrzanja?
Pogoni ostaju u bazi, platforma je lagana, pa su mase koje se ubrzavaju male.
Pitanje 3 od 3
Koja struktura ima radni prostor u obliku kvadra?
Tri linearne osi pod pravim kutom daju radni prostor oblika kvadra.
Odgovoreno 0 od 3.