Промышленные роботы и манипуляторы

Промышленные роботы и манипуляторы используются на производственных участках с опасными, вредными для здоровья, тяжелыми или монотонными условиями труда. Их можно применять для выполнения работ, которые не могут быть механизированы или автоматизированы иными средствами. Основным преимуществом промышленных роботов является возможность быстрой переналадки для выполнения задач, различающихся последовательностью и характером манипуляционных действий. Они позволяют автоматизировать не только основные операции, связанные с различной обработкой изделий, но и вспомогательных — таких, как подача и перемещение заготовок и готовых изделий, сборка изделий, нанесение на них покрытий, сварка и т. д.

Промышленным роботом называют механическое устройство, оснащенное манипулятором и системой управления. Манипулятор — это устройство, имитирующее двигательные или рабочие функции рук человека и управляемые оператором или автоматически. Манипулятор состоит из несущих конструкций 1, приводов 2, 3, 4, 7, передаточных механизмов 10, 11, уравновешивающего груза 5 и захватных устройств (рис. 241). Исполнительный механизм 6, 9, представляющий собой совокупность подвижно соединенных звеньев, осуществляет транспортирующие и ориентирующие движения объекта манипулирования (заготовки, детали, инструмент и т. д.) и называется рукой промышленного робота. В зависимости от конструктивной схемы манипулятора рука промышленного робота может перемещаться в различных системах координат: прямоугольных и криволинейных. В прямоугольной системе координат (плоской и пространственной) объект доставляется в определенную точку пространства путем только прямолинейных перемещений звеньев по двум или трем взаимно перпендикулярным осям.

В криволинейной системе координат (полярной, цилиндрической, сферической) объект доставляется в заданную точку за счет линейного движения руки и ее угловых перемещений в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. На рис. 241 стрелками обозначены виды движений, осуществляемые отдельными звеньями манипулятора. Маневренность манипулятора, определяемая числом степеней подвижности или числом независимых движений, осуществляемых рукой, характеризует возможность обхода рукой препятствий в рабочем объеме и способность выполнять сложные операции.

Промышленные роботы и манипуляторы оснащены электрическими, пневматическими и гидравлическими приводами. Электропривод выполняется на базе двигателей постоянного тока и шаговых двигателей. Гидравлический привод из-за высокой энергоемкости и быстродействия широко используется для промышленных роботов большой грузоподъемности (свыше 10 кг). Пневматический привод получил широкое применение в упрошенных цикловых промышленных роботах грузоподъемностью до 20 кг.