היכרות עם רובוטים תעשייתיים! (גרסה פשוטה)

רובוטים תעשייתייםנמצאים בשימוש נרחב בייצור תעשייתי, כגון ייצור רכב, מכשירי חשמל ומזון. הם יכולים להחליף עבודת מניפולציה חוזרת בסגנון מכונה והם מעין מכונה המסתמכת על הכוח והשליטה שלה כדי להשיג פונקציות שונות. הוא יכול לקבל פיקוד אנושי ויכול גם לפעול לפי תוכניות שנקבעו מראש. עכשיו בואו נדבר על המרכיבים הבסיסיים של רובוטים תעשייתיים.
1.גוף עיקרי

הגוף העיקרי הוא בסיס המכונה והמפעיל, כולל הזרוע העליונה, הזרוע התחתונה, פרק כף היד והיד, ויוצרים מערכת מכנית מרובת דרגות חופש. לחלק מהרובוטים יש גם מנגנוני הליכה. לרובוטים תעשייתיים יש 6 דרגות חופש או יותר, ולפרק כף היד יש בדרך כלל 1 עד 3 דרגות חופש.

2. מערכת כונן

מערכת ההנעה של רובוטים תעשייתיים מחולקת לשלוש קטגוריות לפי מקור הכוח: הידראולי, פנאומטי וחשמלי. בהתאם לצרכים, ניתן גם לשלב ולהרכיב את שלושת סוגי מערכות ההנעה הללו. או שהוא יכול להיות מונע בעקיפין על ידי מנגנוני העברה מכניים כגון חגורות סינכרוניות, רכבות גלגלי שיניים וגלגלי שיניים. למערכת ההנעה התקן כוח ומנגנון שידור כדי לגרום למפעיל לייצר פעולות מתאימות. לשלוש מערכות ההנעה הבסיסיות הללו יש מאפיינים משלהן. הזרם המרכזי הוא מערכת ההנעה החשמלית.

בשל הקבלה הרווחת של אינרציה נמוכה, מומנט גבוה מנועי סרוו AC ו-DC ודרייברי הסרוו התומכים בהם (ממירי AC, מאפננים רוחב דופק DC). מערכת מסוג זה אינה דורשת המרת אנרגיה, קלה לשימוש ורגישה לשליטה. רוב המנועים צריכים להיות מותקנים כשמאחוריהם מנגנון הילוכים מדויק: מפחית. שיניו משתמשות בממיר המהירות של הגיר כדי להפחית את מספר הסיבובים לאחור של המנוע למספר הסיבובים הרצוי, ולקבל התקן מומנט גדול יותר, ובכך להפחית את המהירות ולהגדיל את המומנט. כאשר העומס גדול, אין זה משתלם להגדיל באופן עיוור את הספק של מנוע הסרוו. ניתן לשפר את מומנט המוצא על ידי המפחית בטווח המהירות המתאים. מנוע הסרוו נוטה לחום ולרעידות בתדר נמוך בהפעלה בתדר נמוך. עבודה ארוכת טווח וחוזרת על עצמה אינה תורמת להבטחת פעולתה המדויקת והאמינה. קיומו של מנוע הפחתת דיוק מאפשר למנוע הסרוו לפעול במהירות מתאימה, לחזק את קשיחות גוף המכונה ולהפיק מומנט גדול יותר. ישנם שני מפחיתים מיינסטרים כעת: מפחית הרמוני ומפחית RV

3. מערכת בקרה

מערכת בקרת הרובוט היא המוח של הרובוט והגורם העיקרי הקובע את תפקודו וביצועיו של הרובוט. מערכת הבקרה שולחת אותות פקודה למערכת ההנעה ולמפעיל בהתאם לתוכנית הקלט ושולטת בה. המשימה העיקרית של טכנולוגיית בקרת רובוטים תעשייתיים היא לשלוט במגוון הפעילויות, התנוחות והמסלולים, וזמן הפעולות של רובוטים תעשייתיים במרחב העבודה. יש לו מאפיינים של תכנות פשוט, תפעול תפריט תוכנה, ממשק אינטראקציה ידידותית בין אדם למחשב, הנחיות הפעלה מקוונות ושימוש נוח.

מערכת הבקר היא הליבה של הרובוט, וחברות זרות סגורות מאוד לניסויים סיניים. בשנים האחרונות, עם התפתחות טכנולוגיית המיקרו-אלקטרוניקה, הביצועים של המיקרו-מעבדים הפכו גבוהים יותר ויותר, בעוד המחיר הפך לזול יותר ויותר. כעת יש בשוק מעבדי 32 סיביות של 1-2 דולר אמריקאי. מיקרו-מעבדים חסכוניים הביאו הזדמנויות פיתוח חדשות עבור בקרי רובוט, מה שמאפשר לפתח בקרי רובוט בעלות נמוכה ובעלי ביצועים גבוהים. על מנת שהמערכת תהיה בעלת יכולות מחשוב ואחסון מספקות, בקרי רובוט מורכבים כיום בעיקר מסדרות ARM חזקות, מסדרות DSP, מסדרות POWERPC, מסדרות אינטל ועוד שבבים.

מכיוון שפונקציות ותכונות השבב הקיימות לשימוש כללי אינן יכולות לעמוד במלואן בדרישות של מערכות רובוט מסוימות מבחינת מחיר, תפקוד, אינטגרציה וממשק, למערכת הרובוט יש צורך בטכנולוגיית SoC (System on Chip). שילוב מעבד ספציפי עם הממשק הנדרש יכול לפשט את עיצוב המעגלים ההיקפיים של המערכת, להקטין את גודל המערכת ולהפחית עלויות. לדוגמה, Actel משלבת את ליבת המעבד של NEOS או ARM7 במוצרי ה-FPGA שלה כדי ליצור מערכת SoC שלמה. מבחינת בקרי טכנולוגיית רובוטים, המחקר שלה מתרכז בעיקר בארה"ב וביפן, ויש מוצרים בוגרים, כמו DELTATAU בארצות הברית ו-TOMORI Co., Ltd ביפן. בקר התנועה שלו מבוסס על טכנולוגיית DSP ומאמץ מבנה פתוח מבוסס PC.

4. אפקטור קצה

אפקטור הקצה הוא רכיב המחובר למפרק האחרון של המניפולטור. הוא משמש בדרך כלל כדי לתפוס חפצים, להתחבר למנגנונים אחרים ולבצע משימות נדרשות. יצרני רובוטים בדרך כלל אינם מתכננים או מוכרים אפקטורי קצה. ברוב המקרים, הם מספקים רק תפסן פשוט. בדרך כלל האפקטור הקצה מותקן על אוגן 6 הצירים של הרובוט כדי להשלים משימות בסביבה נתונה, כמו ריתוך, צביעה, הדבקה וטעינת חלקים ופריקה, שהן משימות שדורשות לבצע רובוטים.