Читать книгу Робототехника в промышленности - Юрий Степанович Почанин - Страница 2

Глава 1. Классификация промышленных роботов

В соответствии с международным стандартом ISO 8373:2012 «Robots and robotic devices— Vocabulary» роботом является приводной механизм, который можно запрограммировать по двум и более осям, имеющий некоторую степень автономности, движущийся внутри своей рабочей среды и выполняющий задачи по предназначению», где «автономность – способность выполнять задачи по предназначению, основанная на текущем состоянии изделия и особенностях считывания данных без вмешательства человека».

В более широком понимании современный робот – механизм, выполняющий запрограммированные действия, который воспринимает окружающий мир с помощью сенсоров (датчиков, микрофонов, камер), строит модели поведения, чтобы выполнять определенную программу, и способен воздействовать на физический мир тем или иным способом.

Роботом можно назвать любое устройство или механизм, который выполняет предназначенные ему действия и одновременно отвечает трём условиям:

–воспринимает окружающий мир с помощью сенсоров, такими сенсорами могут быть микрофоны, камеры (всех областей электромагнитного спектра), различные электромеханические сенсоры, датчики и прочее;

–понимает окружающий мир и строит модель поведения, чтобы выполнять предназначенные ему задачи;

–воздействует на физический мир.

Если хотя бы одно из условий не выполняется, то такое устройство нельзя назвать роботом.

В соответствии с ГОСТом Р 60.0.0.2-2016 “Роботы и робототехнические устройства” промышленные роботы подразделяются на две большие группы:

–промышленные манипуляционные роботы, выполняющие основные технологические операции;

–промышленные транспортные роботы, осуществляющие межцеховые и внутрицеховые перемещения грузов, на транспортном роботе могут быть установлены манипуляционный робот или другое устройство для выполнения погрузочно-разгрузочных работ.

В свою очередь промышленные манипуляционные роботы классифицируются по следующим признакам:

–специализация;

–грузоподъемность;

–способ управления;

–способ программирования;

–тип привода;

–возможность передвижения;

–выполняемая технологическая операция;

–кинематическая схема;

–способ установки на рабочем месте.

По специализации промышленные манипуляционные роботы подразделяются на:

–специальные;

–специализированные;

–универсальные.

По грузоподъемности подразделяют на:

–сверхлегкие – роботы грузоподъемностью меньше 1 кг;

–легкие – роботы грузоподъмностью от 1 до 10 кг;

–средние – роботы грузоподъемностью от 10 до 200 кг;

–тяжелые – роботы грузоподъемностью от 200 до 1000 кг;

–сверхтяжелые – роботы грузоподъемностью свыше 1000 кг.

По количеству манипуляторов подразделяются на:

–одноманипуляторные (однорукие);

–двурукие;

–трехрукие;

–четырехрукие.

По быстродействию можно разбить на три следующие группы: -малое–при линейных скоростях по отдельным степеням подвижности до 0,5м/с;

–среднее—при линейных скоростях свыше 0,5 до 1 м/с;

–высокое—при линейных скоростях свыше 1 м/с.

По способу управления промышленные манипуляционные роботы подразделяют на:

–роботы с ручным управлением – копирующие манипуляторы;

–роботы с программным управлением – все действия и движения робота определены в программе, последовательность команд в которой является постоянной или изменяется в функции от контролируемых параметров внешней среды, идентифицируемых по наличию или отсутствию сигналов одного или нескольких измерительных устройств или других (как правило, релейного типа) входных сигналов.

К роботам с программным управлением относятся также роботы, конструкция которых обеспечивает возможность их приспособления к изменяющимся условиям внешней среды (например, механизм само ориентации или податливости захватного устройства при взаимодействии с неориентированным объектом);

– роботы с адаптивным управлением – роботы, снабженные датчиками для восприятия внешней среды, обеспечивающими автоматическое изменение последовательности команд в программе, определяющей действия и движения робота, в функции от контролируемых параметров состояния внешней среды, идентифицируемых при помощи специальных алгоритмов обработки данных, поступающих от датчиков (например, для определения положения и ориентации детали на конвейере).

Промышленные манипуляционные роботы с программным и адаптивным управлением по способу формирования траектории движения подразделяют на:

–роботы с цикловым управлением – управляющая программа определяет жесткую последовательность движений робота по степеням подвижности;

роботы с позиционным управлением – управляющая программа определяет последовательность точек позиционирования без контроля траектории движения между ними;

–роботы с траекторным управлением – управляющая программа определяет движение рабочего органа робота по заданной траектории без контроля скорости перемещения по траектории.

–роботы с контурным управлением – управляющая программа определяет движение рабочего органа робота по заданной траектории с установленным распределением во времени значений скорости и ускорения.

По способу программирования промышленные манипуляционные роботы подразделяют на:

–роботы, программируемые копированием;

–роботы, программируемые обучением;

–роботы, программируемые аналитически;

–роботы, программируемые целеуказанием.

По типу привода промышленные манипуляционные роботы подразделяют на:

–роботы с электромеханическими приводами;

–роботы с гидравлическими приводами;

–роботы с пневматическими приводами;

–роботы с комбинированными приводами.

По возможности передвижения промышленные манипуляционные роботы подразделяют на:

–стационарные роботы;

–подвижные роботы.

Как правило, подвижные манипуляционные роботы перемещаются между обслуживаемыми ими станками по монорельсу, установленному на полу или над станками. Большинство существующих промышленных манипуляционных роботов относятся к классу стационарных роботов.

По выполняемой технологической операции промышленные манипуляционные роботы подразделяют на:

–универсальные роботы – роботы, осуществляющие разные технологические операции в зависимости от установленного рабочего органа;

–сборочные роботы – роботы, осуществляющие сборочные операции, к данному типу роботов относятся также роботы, осуществляющие разборку узлов;

–сварочные роботы – роботы, осуществляющие сварочные операции, к данному типу роботов относятся также роботы, осуществляющие пайку;

–окрасочные роботы – роботы, осуществляющие окрасочные операции;

–перегрузочные роботы-роботы, осуществляющие погрузочно-разгрузочные операции;

– упаковочные роботы- роботы, осуществляющие упаковочные операции;

–измерительные роботы-роботы, осуществляющие измерительные операции;

–обрабатывающие роботы – роботы, осуществляющие операции механообработки (шлифовка, удаление заусениц, резка и т.п.).

Различают глобальные, региональные и локальные движения промышленного робота.

Глобальные (межоперационные) движения—это перемещения ПР на расстояния, превышающие размеры самого робота, при обслуживании технологических объектов (линий). От возможности совершать глобальные движения зависит мобильность робота, и для их реализации робот снабжается подвижным основанием (в противном случае робот является стационарным).

Региональные движения – это перемещения рабочих органов ПР в пределах его зоны обслуживания. Конфигурация и размеры этой зоны определяются геометрическими параметрами звеньев руки робота. Таким образом, региональные движения относятся к внутри операционным.

К локальным движениям рабочих органов ПР принято относить перемещения на расстояния, не превышающие их размеров. Это главным образом ориентирующие движения кисти при выполнении технологических операций.

Как ориентирующие, так и транспортирующие движения должны выполняться с высокой точностью совокупного участия всех звеньев кинематической структуры ПР. Поэтому при создании роботов, следует учитывать не только наличие звеньев, обеспечивающих совокупность движений, но также вид и последовательность их расположения в структуре.