Rodzaje robotów

Rodzaje robotów

i ich najczęstsze zastosowania (klasyfikacja robotów)

Obecnie roboty dzieli się na szereg grup w zależności od ich przeznaczenia, przynależności do poszczególnych generacji, a także pod względem różnorodnych parametrów charakteryzujących sposób i techniczne możliwości ich działania.

Przynależność do generacji robotów:

Badacze analizowali rozwój robotyki oznaczając postęp w tej dziedzinie numerem generacji robota. Tak samo postępowano wcześniej z komputerami, procedura wydała się, więc czymś oczywistym również w przypadku robotów. Jednym z pierwszych inżynierów, który przeprowadził formalną analizę zjawiska, był Japończyk, inżynier Eiji Nakano.

  •  I generacja – roboty odtwarzające, które realizują zadane programy ruchowe, są zdolne do samodzielnego wykonywania i powtarzania prostych czynności
  • II generacja – roboty wyposażone w system sensoryczny, czyli posiadające „zmysły”, dzięki czemu reagują na dotyk, sygnały dźwiękowe, mają zdolność rozróżniania kolorów i kształtów
  • III generacja – roboty wyposażone w system wizyjny, który umożliwia im obserwację zmian środowiska, a słuch komunikację głosową. Roboty tej generacji posiadają także techniczny układ „sztucznej inteligencji”
  •  IV generacja – roboty o sterowaniu adaptacyjnym
  • V generacja – roboty inteligentne

Przeznaczenie:

  • do badań naukowych - specyficzna klasa robotów, projektowanych i konstruowanych przez jednostki badawcze w celu wprowadzenia dodatkowych rozwiązań, polepszających strukturę manipulatora, układu sterowania i napędów
  • do celów szkoleniowych - tę klasę robotów cechuje innowacyjność rozwiązań. Przeznaczeniem robotów do celów szkoleniowych jest zapoznanie przyszłych techników i inżynierów z konkretnymi robotami, które mają zostać wdrożone w fabrykach produkcyjnych
  • do celów przemysłowych - klasa robotów do celów przemysłowych jest najobszerniejsza i skupia wszystkie roboty wykorzystywane w fabrykach do transportu, produkcji i kontroli jakości
  • do celów badawczych - specjalistyczne roboty, które cechuje bardzo wysoki stopień robotyzacji. Takie struktury mogą być wykorzystywane w środowisku, które jest nieprzyjazne człowiekowi, np. pod wodą lub w przestrzeni kosmicznej
  • do celów militarnych - najczęstszym zastosowaniem w tej dziedzinie jest rozbrajanie bomb
  • do celów medycznych – roboty wspomagające procedury medyczne. Grupę tę stanowią w większości telemanipulatory, które wykorzystują działanie lekarza po jednej stronie i efektora po drugiej stronie. Zadaniem lekarza jest sterowanie ruchami robota oraz decydowanie o czynnościach do wykonania. Efektor z kolei ma za zadanie wykonywanie poleceń
  • nanoroboty - urządzenia, które pozwalają na precyzyjną interakcję z obiektami w nanoskali. Taką definicję można przypisać zarówno małym robotom poruszającym się z nanometrową precyzją, jak i dużym urządzeniom, np. mikroskopowi sił atomowych.
  • do celów rozrywkowych
  • do opieki

Obszar zastosowań:

  • roboty spawalnicze, malarskie, montażowe
  • roboty do przenoszenia materiałów i załadunku
  • roboty do utylizacji i zabezpieczania odpadów itd.

Rodzaj zasilania:

  • elektryczne – najczęściej spotykane
  • pneumatyczne – przy wykorzystaniu sprężonego powietrza lub innego gazu
  • hydrauliczne – stosowane w przypadku pracy z dużym obciążeniem

Mobilność:

  • stacjonarne – na stałe przymocowane do podłoża
  • mobilne

Rodzaj zastosowanych przegubów:

  • rotacyjne - obrotowe,
  • translacyjne - przesuwane
  • mieszane

Sztywność przegubów i ramion:

  •  sztywne
  •  elastyczne

Poziom inteligencji (JRA):

  • urządzenia sterowane ręcznie
  •  roboty o stałej/zmiennej sekwencji ruchów
  • roboty odtwarzające
  • roboty sterowane numerycznie
  • roboty inteligentne

Poziom języka programowania:

  • systemy uczone przez prowadzenie
  • systemy programowane na poziomie robota
  • systemy programowane na poziomie zadania

Własności geometryczne:

  • Konfiguracja  kartezjańska  (PPP):  zmienne  przegubowe  są  współrzędnymi kartezjańskimi końcówki roboczej względem podstawy. Zastosowanie: montaż na blacie stołu, transport materiałów
  • Konfiguracja cylindryczna (OPP): 1. przegub jest obrotowy i wykonuje obrót względem podstawy
  • Konfiguracja  antropomorficzna  (OOO):  manipulatory  składające  się  z trzech przegubów obrotowych
  • Konfiguracja  sferyczna  (OOP):  powstaje  w  wyniku  zastąpienia  przegubu obrotowego przegubem pryzmatycznym
  • Konfiguracja  SCARA  (OOP):  różni  się  od  sferycznej  wyglądem i obszarem zastosowań (montaż, sortowanie elementów)
  •  Manipulatory  równoległe  o  zamkniętym  łańcuchu  kinematycznym: idea odpowiednio zaprojektowanych trzech ramion i platformy

Budowa jednostki kinematycznej:

  • jednostki monolityczne: stała, niezmienna konstrukcja mechanizmu
  • jednostki  modułowe:  złożone  zgodnie  z  potrzebami  z  gotowych zespołów
  •  jednostki  pseudomodułowe:  o  stałej  strukturze  kinematycznej,  z możliwością wymiany niektórych zespołów ruchu

Posiadanie nadmiarowości ruchowej:

  • nieredundantne – bez nadmiarowości ruchowej
  •  redundantne  –  zastosowanie  duplikacji  ruchów  w  celu  podniesienia poziomu bezpieczeństwa

Ilość  stopni  swobody  (pierwsze  trzy  nie  są  stosowane  w  produkcji przemysłowej):

  • I klasa – 11 stopni swobody
  • II klasa – 10 stopni swobody
  • III klasa – 9 stopni swobody
  • IV  klasa  –  8  stopni  swobody  –  wykorzystanie  par  postępowo obrotowych
  • V  klasa  –  7  stopni  swobody  –  wykorzystanie  par  obrotowych i postępowych

Oprócz wymienionych powyżej klas robotów, istnieje również klasyfikacja ogólna. Wyróżnia się następujące klasy robotów przemysłowych:

  • Robot sekwencyjny, który ma sekwencyjny układ sterowania
  • Robot realizujący  zadaną  trajektorię - realizuje  ustaloną  procedurę ruchów  sterowanych  wg. instrukcji,  które  specyfikują  daną  pozycję (zwykle uzyskiwaną przez interpolację) oraz żądaną prędkość
    w danym położeniu
  • Robot adaptacyjny  –  z  sensorycznym, adaptacyjnym lub uczącym się układem sterowania
  • Teleoperator – robot  ze  zdalnym  sterowaniem  realizowanym  przez operatora lub komputer.
  • Robot inteligentny – nie programuje się mu faz wykonania zadania tylko zadaje się określoną czynność.


Udostępnij

comments powered by Disqus