Робот с декартовыми координатами
Робот с декартовыми координатами (также называемый линейным роботом ) — это промышленный робот , три основные оси управления которого являются линейными (т.е. они движутся по прямой, а не вращаются) и расположены под прямым углом друг к другу. [1] Три скользящих шарнира соответствуют перемещению запястья вверх-вниз, внутрь-наружу и назад-вперед. Помимо других преимуществ, такое механическое устройство упрощает управления роботом конструкцию рычага . Он обладает высокой надежностью и точностью при работе в трехмерном пространстве. [2] В качестве системы координат робота она также эффективна для горизонтального перемещения и штабелирования контейнеров. [3]
Конфигурации
[ редактировать ]
Роботы имеют механизмы, состоящие из жестких звеньев, соединенных между собой шарнирами с линейным (призматическим P ) или вращательным (вращательным R ) движением или их комбинацией. [4] [5] Активные призматические P- образные и активные вращающиеся R- сочленения приводятся в движение двигателями под программируемым управлением для манипулирования объектами и выполнения сложных автоматизированных задач. Линейное движение активных призматических P- образных шарниров может приводиться в движение роторными двигателями через шестерни или шкивы. Роботы с декартовой координатой управляются взаимно перпендикулярными активными призматическими P- сочленениями, которые совмещены с X, Y, Z осями декартовой системы координат . [6] [7] Другие типы манипуляторов , такие как станки с числовым программным управлением (ЧПУ), 3D-принтеры или перьевые плоттеры , хотя и не являются строго «роботами», также имеют такое же механическое расположение взаимно перпендикулярных активных призматических P- образных соединений.
Совместная топология
[ редактировать ]Единая цепочка звеньев и соединений соединяет движущийся объект с базой серийных манипуляторов . Множественные цепи (конечности) соединяют движущийся объект с основанием параллельных манипуляторов . [8] Большинство роботов с декартовыми координатами являются полностью последовательными или представляют собой комбинацию последовательных и параллельных связей. Однако существуют роботы с декартовыми координатами, которые полностью параллельно соединены . [9] [10] [11]
Степени свободы
[ редактировать ]Поскольку они приводятся в движение линейными активными призматическими P- сочленениями, роботы с декартовой координатой обычно манипулируют объектами только с линейным перемещением T степеней свободы . Однако некоторые роботы с декартовыми координатами также имеют степени R. свободы вращательные [12]
Строительство
[ редактировать ]Каждая ось робота с декартовыми координатами обычно представляет собой линейную ступень, состоящую из линейного привода, геометрически параллельного линейным подшипникам . Линейный привод обычно находится между двумя линейными подшипниками, разнесенными друг от друга для восприятия моментных нагрузок. Две перпендикулярные линейные ступени, расположенные друг над другом, образуют стол XY . Примеры таблиц XY включают оси XY фрезерных станков или этапы точного позиционирования. По крайней мере, одна из линейных ступеней консольных роботов с декартовой координатой поддерживается только на одном конце. Консольная конструкция обеспечивает доступ к деталям для приложений, связанных с перестановкой и размещением, например, для автоматизации лабораторий . Роботы с декартовой координатой, у которых горизонтальный элемент поддерживается на обоих концах, иногда называют портальными роботами; механически они напоминают козловые краны , хотя последние вообще не являются роботами. Портальные роботы часто довольно большие и могут выдерживать тяжелые грузы.
Приложения
[ редактировать ]Популярными приложениями для роботов с декартовыми координатами являются машины с числовым программным управлением ( станки с ЧПУ ) и 3D-печать . Самое простое применение используется во фрезерных станках и плоттерах, где такой инструмент, как фрезерный станок или ручка, перемещается по плоскости XY , поднимается и опускается на поверхность для создания точного дизайна.
Машины для захвата и размещения — еще одно применение роботов с декартовыми координатами. Например, верхнепортальные декартовы роботы применяются для непрерывной загрузки и разгрузки деталей на производственных линиях токарных станков с ЧПУ , выполняя 3-осевые (X, Y, Z) операции захвата и размещения тяжелых грузов с высокой скоростью и высокой точностью позиционирования. В целом, декартовы роботы с верхним расположением портала подходят для многих автоматизации . систем [13]
См. также
[ редактировать ]- Список программного обеспечения для 3D-моделирования
- Роботизированная рука
- Промышленный робот
- Декартовы параллельные манипуляторы
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Чжан, Дэн; Вэй, Бин (2016). Мехатроника и робототехника для передового и интеллектуального производства . Чам: Спрингер. п. 31. ISBN 978-3-319-33580-3 .
- ^ Мингту, Ма; Ишэн, Чжан (2018). Усовершенствованная высокопрочная сталь и закалка прессом - материалы 4-й Международной конференции по усовершенствованной высокопрочной стали и закалке прессом (Ichsu2018) . Сингапур: World Scientific. п. 526. ИСБН 978-981-327-797-7 .
- ^ Пул, Гарри Х. (2012). Основы робототехники . Нью-Йорк: Ван Ностранд Рейнхольд. п. 35. ISBN 978-94-011-7052-9 .
- ^ Крейг, Джон (1989). Введение в робототехнику. Механика и управление . Аддисон-Уэсли. ISBN 978-0-201-09528-9 .
- ^ Дагалакис, Николас Г. (1999), «Стандарты промышленной робототехники» , Справочник по промышленной робототехнике , Хобокен, Нью-Джерси, США: John Wiley & Sons, Inc., стр. 447–459, doi : 10.1002/9780470172506.ch24 , ISBN 978-0-470-17250-6 , получено 28 декабря 2020 г.
- ^ Декарт, Рене (1 января 2009 г.). «Рассуждение о методе правильного проведения разума и поиска истины в науках» . Анналы нейронаук . 16 (1): 17–21. дои : 10.5214/ans.0972.7531.2009.160108 . hdl : 2027/loc.ark:/13960/t20c64v5p . ISSN 0972-7531 .
- ^ Клубертанц, Джордж П. (1969). «Рассуждение о методе, оптике, геометрии и метеорологии. Рене Декарт. Транс, с введением. Пол Дж. Олскэмп» . Современный школьник . 46 (4): 370–371. дои : 10.5840/schoolman196946493 . ISSN 0026-8402 .
- ^ З. Пандилов, В. Дуковски, Сравнение характеристик последовательных и параллельных роботов, Acta Technica Corviniensis-Bulletin of Engineering, Том 7, Выпуск 1, страницы 143-160
- ^ Госслен, Клемент М.; Масуле, Мехди Тале; Дюшен, Винсент; Ришар, Пьер-Люк; Фуко, Симон; Конг, Сяньвэнь (2007). «Параллельные механизмы семейства мультиптеронов: кинематическая архитектура и бенчмаркинг» . Материалы Международной конференции IEEE 2007 г. по робототехнике и автоматизации . IEEE. стр. 555–560. дои : 10.1109/robot.2007.363045 . ISBN 978-1-4244-0602-9 . S2CID 5755981 .
- ^ Гогу, Григоре (2004). «Структурный синтез полностью изотропных поступательно-параллельных роботов на основе теории линейных преобразований» . Европейский журнал механики – A/Solids . 23 (6): 1021–1039. Бибкод : 2004EJMS...23.1021G . doi : 10.1016/j.eurotechsol.2004.08.006 . ISSN 0997-7538 .
- ^ Виктор, Питер (2020). «Связанные декартовы манипуляторы» . Теория механизма и машин . 161 : 103903. doi : 10.1016/j.mechmachtheory.2020.103903 . ISSN 0094-114X .
- ^ Гогу, Г. (январь 2009 г.). «Структурный синтез максимально правильных параллельных роботов типа T3R2 на основе теории линейных преобразований и эволюционной морфологии» . Роботика . 27 (1): 79–101. дои : 10.1017/s0263574708004542 . ISSN 0263-5747 . S2CID 32809408 .
- ^ «Когда вам нужен портальный робот» . Советы по линейному движению . Даниэль Коллинз. 27 февраля 2015 года . Проверено 21 сентября 2017 г.
| Основные статьи |  | |
|---|---|---|
| Типы | ||
| Классификации | ||
| Передвижение | ||
| Навигация и картографирование | ||
| Исследовать | ||
| Компании |
| |
| Связанный | ||
