Классификация промышленных роботов

Промышленные роботы (ПР) можно условно классифицировать по следующим признакам: назначению, специализации, конструкции, грузоподъемности, типу привода, типу системы управления, способу программирования, системе координат, конструкции манипулятора, мобильности (рис. 16).

По назначению промышленные роботы можно условно разделить на два основных вида: производственные и транспортные. Производственные роботы применяются для выполнения технологических операций различных видов производств – литейного, кузнечно-прессового, штамповочного, сварочного, механообрабатывающего, сборочного, окрасочного. Транспортные роботы используются для межоперационной передачи заготовок, автоматической загрузки и разгрузки различного металлообрабатывающего оборудования, укладки готовых изделий в тару и их складирования.

Роботы могут быть специализированными и универсальными. Специализированные роботы предназначены как для целевого выполнения определенных технологических операций (покраска, сварка, шлифовка), так и для вспомогательных работ по обслуживанию металлорежущих систем, автоматизированных технологических комплексов, гибких производственных систем. Универсальные роботы предназначены для выполнения основных, вспомогательных, транспортных и других работ в различных видах машиностроительного производства.

В зависимости от конструкции промышленные роботы делятся на напольные, подвесные и встроенные в оборудование.

Движения рабочих органов робота могут осуществляться от механического, электрического, гидравлического, пневматического приводов или их комбинации. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Тип привода выбирают в зависимости от назначения робота и условий его эксплуатации.

Рис. 16. Классификация промышленных роботов

Системы управления осуществляют формирование логической последовательности выполнения операций их рабочими органами по заданным параметрам, запоминание пространственных координат при выполнении каждой отдельной операции и их корректировку при отступлении от заданных параметров. Для роботов первого поколения получили распространение позиционные и контурные системы программного управления, для роботов второго поколения – системы управления от ЭВМ.

По способу программирования перемещений различают три варианта программного управления роботом:

– с программированием путем обучения, при котором оператор предварительно с помощью специального пульта управления выполняет необходимые действия манипулятора, вручную задает их параметры, а затем вводит в запоминающее устройство;

– с расчетным программированием, при котором управляющая программа подготавливается по заранее известной исходной информации и запоминается в памяти устройства программного управления;

– самообучающиеся.

Система координат определяет кинематику основных движений механической системы робота и форму рабочей зоны. При выборе кинематических схем используются следующие виды систем координат: прямоугольная, полярная, цилиндрическая, сферическая, ангулярная (угловая).

В зависимости от конструкции манипулятора роботы бывают с шарнирно-рычажными, телескопическим и комбинированным манипуляторами.

В зависимости от мобильности роботы делятся: на стационарные (напольные, подвесные), передвижные напольные (по рельсам, на катках) и подвесные (на балках, на монорельсах). Наиболее часто применяются стационарные роботы, которые обслуживают площадь с радиусом действия 1000-2600 мм. Для расширения зоны действия применяются передвижные напольные роботы. Такие роботы одновременно обслуживают группу металлорежущих станков. С целью экономии производственных площадей и для ряда типов металлорежущего оборудования выгодно и более удобно применять подвесные роботы.

Важные технические характеристики роботов: число степеней подвижности, количество механических рук и погрешность позиционирования. Числом степеней подвижности называется число степеней свободы звеньев кинематической цепи относительно звена, принятого за неподвижное. Следует считать, что достаточно универсальными являются такие роботы, которые имеют пять-семь степеней подвижности, включая устройства передвижения. Роботы с большим количеством степеней подвижности являются высокоманевренными и применяются, в основном, для сборочных работ, роботы с меньшим количеством степеней подвижности выполняют работы специального назначения. Механическая рука представляет собой многозвенный разомкнутый механизм, заканчивающийся рабочим органом в виде захвата. Большинство роботов имеют одну механическую руку, но есть роботы, снабженные двумя, тремя и более механическими руками. На точность позиционирования, в основном, влияют грузоподъемность, конструкция и кинематика рабочих органов, тип приводов и системы управления.