Първият в светаиндустриален роботе роден в Съединените щати през 1962 г. Американският инженер Джордж Чарлз Девол, младши, предложи „робот, който може гъвкаво да реагира на автоматизацията чрез обучение и възпроизвеждане“. Неговата идея предизвика искра с предприемача Джоузеф Фредерик Енгелбергер, който е известен като „бащата на роботите“, и по този начининдустриален роботсе роди „Unimate (= работещ партньор с универсални възможности)“.
Съгласно ISO 8373 промишлените роботи са многоставни манипулатори или роботи с множество степени на свобода за промишленото поле. Индустриалните роботи са механични устройства, които автоматично извършват работа и са машини, които разчитат на собствената си мощност и способности за контрол, за да постигнат различни функции. Може да приема човешки команди или да работи според предварително програмирани програми. Съвременните индустриални роботи също могат да действат според принципите и насоките, формулирани от технологията за изкуствен интелект.
Типичните приложения на индустриалните роботи включват заваряване, боядисване, сглобяване, събиране и поставяне (като опаковане, палетизиране и SMT), инспекция и тестване на продукта и др.; цялата работа се извършва с ефективност, издръжливост, бързина и точност.
Най-често използваните конфигурации на роботи са шарнирни роботи, роботи SCARA, делта роботи и декартови роботи (роботи над главата или роботи xyz). Роботите проявяват различна степен на автономност: някои роботи са програмирани да изпълняват специфични действия многократно (повтарящи се действия) вярно, без вариации и с висока точност. Тези действия се определят от програмирани процедури, които определят посоката, ускорението, скоростта, забавянето и разстоянието на поредица от координирани действия. Други роботи са по-гъвкави, тъй като може да се наложи да идентифицират местоположението на обект или дори задачата, която трябва да се изпълни върху обекта. Например, за по-прецизно насочване, роботите често включват подсистеми за машинно зрение като свои визуални сензори, свързани с мощни компютри или контролери. Изкуственият интелект или всичко, което погрешно се смята за изкуствен интелект, става все по-важен фактор в съвременните индустриални роботи.
Джордж Девол пръв предлага концепцията за промишлен робот и подава молба за патент през 1954 г. (Патентът е предоставен през 1961 г.). През 1956 г. Девол и Джоузеф Енгелбергер съосновават Unimation въз основа на оригиналния патент на Девол. През 1959 г. първият промишлен робот на Unimation се ражда в Съединените щати, поставяйки началото на нова ера в разработването на роботи. По-късно Unimation лицензира своята технология на Kawasaki Heavy Industries и GKN за производство на индустриални роботи Unimates съответно в Япония и Обединеното кралство. За определен период от време единственият конкурент на Unimation беше Cincinnati Milacron Inc. в Охайо, САЩ. Въпреки това, в края на 70-те години тази ситуация се промени фундаментално, след като няколко големи японски конгломерата започнаха да произвеждат подобни индустриални роботи. Индустриалните роботи се наложиха доста бързо в Европа и ABB Robotics и KUKA Robotics пуснаха роботи на пазара през 1973 г. В края на 70-те години интересът към роботиката нараства и много американски компании навлязоха в областта, включително големи компании като General Electric и General Motors (чието съвместно предприятие с японската FANUC Robotics беше създадено от FANUC). Американските стартиращи компании включват Automatix и Adept Technology. По време на бума на роботиката през 1984 г. Unimation е придобита от Westinghouse Electric за 107 милиона долара. Westinghouse продаде Unimation на Stäubli Faverges SCA във Франция през 1988 г., която все още произвежда съчленени роботи за общи промишлени приложения и приложения в чисти помещения, и дори придоби подразделението за роботика на Bosch в края на 2004 г.
Дефиниране на параметри Редактиране на брой оси – Необходими са две оси, за да стигнете навсякъде в равнината; три оси са необходими, за да стигнете навсякъде в космоса. За да контролирате напълно насочването на крайната ръка (т.е. китката), са необходими още три оси (пан, стъпка и ролка). Някои конструкции (като роботите SCARA) жертват движението за цена, скорост и точност. Степени на свобода – обикновено същите като броя на осите. Работна обвивка – Областта в пространството, която роботът може да достигне. Кинематика – Действителната конфигурация на елементите и ставите на твърдия корпус на робота, която определя всички възможни движения на робота. Видовете кинематика на роботи включват шарнирна, карданна, паралелна и SCARA. Капацитет или товароносимост – колко тегло може да повдигне роботът. Скорост – Колко бързо роботът може да заеме позицията на крайната си ръка. Този параметър може да се дефинира като ъглова или линейна скорост на всяка ос, или като съставна скорост, което означава по отношение на скоростта на крайното рамо. Ускорение – Колко бързо може да се ускори една ос. Това е ограничаващ фактор, тъй като роботът може да не успее да достигне максималната си скорост, когато извършва кратки движения или сложни пътеки с чести промени на посоката. Точност – Колко близо роботът може да стигне до желаната позиция. Точността се измерва като далеч абсолютната позиция на робота от желаната позиция. Точността може да бъде подобрена чрез използване на външни сензорни устройства като системи за зрение или инфрачервена връзка. Възпроизводимост – колко добре роботът се връща в програмирана позиция. Това е различно от точността. Може да му бъде казано да отиде до определена позиция XYZ и той отива само в рамките на 1 mm от тази позиция. Това е проблем с точността и може да бъде коригиран с калибриране. Но ако тази позиция се обучава и съхранява в паметта на контролера и се връща в рамките на 0,1 mm от обучената позиция всеки път, тогава нейната повторяемост е в рамките на 0,1 mm. Точността и повторяемостта са много различни показатели. Повторяемостта обикновено е най-важната спецификация за робот и е подобна на „прецизността“ при измерване – по отношение на точността и прецизността. ISO 9283 [8] установява методи за измерване на точност и повторяемост. Обикновено роботът се изпраща на обучена позиция няколко пъти, като всеки път отива на четири други позиции и се връща на обучената позиция, и грешката се измерва. След това повторяемостта се определя количествено като стандартно отклонение на тези проби в три измерения. Разбира се, един типичен робот може да има грешки в позицията, които надвишават повторяемостта и това може да е програмен проблем. Освен това различните части на работната обвивка ще имат различна повторяемост, а повторяемостта също ще варира в зависимост от скоростта и полезния товар. ISO 9283 определя, че точността и повторяемостта се измерват при максимална скорост и при максимален полезен товар. Това обаче дава песимистични данни, тъй като точността и повторяемостта на робота ще бъдат много по-добри при по-леки натоварвания и скорости. Повторяемостта в промишлените процеси също се влияе от точността на терминатора (като захващащ елемент) и дори от дизайна на „пръстите“ на захващащия елемент, които се използват за хващане на обекта. Например, ако робот вземе винт за главата си, винтът може да е под произволен ъгъл. Последващите опити за поставяне на винта в отвора за винта вероятно ще се провалят. Ситуации като тези могат да бъдат подобрени чрез „въвеждащи характеристики“, като например правене на входа на отвора заострен (скосен). Контрол на движението – За някои приложения, като прости операции за избор и поставяне на сглобяване, роботът трябва само да се движи напред и назад между ограничен брой предварително обучени позиции. За по-сложни приложения, като заваряване и боядисване (боядисване със спрей), движението трябва непрекъснато да се контролира по траектория в пространството с определена ориентация и скорост. Източник на захранване – Някои роботи използват електрически двигатели, други използват хидравлични задвижващи механизми. Първият е по-бърз, вторият е по-мощен и е полезен за приложения като боядисване, където искри могат да причинят експлозии; но въздухът с ниско налягане вътре в рамото предотвратява навлизането на запалими пари и други замърсители. Задвижване – Някои роботи свързват двигателите със ставите чрез зъбни колела; други имат двигателите, свързани директно към ставите (директно задвижване). Използването на зъбни колела води до измерима „луфтова реакция“, която е свободното движение на оста. По-малките ръце на роботи често използват високоскоростни постояннотокови двигатели с нисък въртящ момент, които обикновено изискват по-високи предавателни числа, които имат недостатъка на хлабината, и в такива случаи вместо тях често се използват хармонични редуктори. Съответствие – Това е мярка за размера на ъгъла или разстоянието, което може да премести сила, приложена към оста на робота. Поради съответствието роботът ще се движи малко по-надолу, когато носи максимален полезен товар, отколкото когато не носи полезен товар. Съответствието също влияе върху количеството превишаване в ситуации, когато ускорението трябва да бъде намалено с голям полезен товар.
Време на публикуване: 15 ноември 2024 г
