産業用ロボットは、産業用途向けに設計された多関節マニピュレータまたは多-度--機械装置です。{0}}自身のパワーと制御機能に依存してタスクを自動的に実行し、さまざまな機能を実現します。人間が命令することも、事前にプログラムされたシーケンスに従って動作することもできます。{6}}最新の産業用ロボットは、人工知能技術を使用して確立された原則に従って動作することもできます。
産業用ロボットは、本体、駆動系、制御系の 3 つの基本部分から構成されます。ベースとアクチュエーターを含む本体は、腕、手首、手で構成されます。一部のロボットには移動機構もあります。ほとんどの産業用ロボットには 3 ～ 6 の自由度があり、手首には通常 1 ～ 3 の自由度があります。駆動システムには、アクチュエータが対応する動きを生み出すために使用されるパワーユニットと伝達機構が含まれます。制御系は入力されたプログラムに従って駆動系やアクチュエーターに指令信号を出し、制御を行います。
産業用ロボットはアームの動作により次の 4 種類に分類されます。
1. デカルト座標アーム: 3 つのデカルト座標に沿って移動します。
2. 円筒形座標アーム: 持ち上げ、回転、伸縮動作を実行します。
3. 球面座標アーム: 回転、ピッチ、伸縮。
4. 多関節アーム: 複数の回転ジョイントを備えています。
今日は、これら 4 種類の産業用ロボットを分類し、どれが最もよく知られているか見てみましょう。
多軸ロボット-
多軸ロボットは、単軸マニピュレータ、産業用ロボット アーム、電動シリンダなどとも呼ばれ、基本的な数学モデルとして XYZ デカルト座標系に基づいて構築されたロボット システムです。{{1}基本的な作業ユニットとして駆動される単軸マニピュレータとしてサーボ モーターまたはステッピング モーターを使用し、一般的な伝達方法としてボールねじ、同期ベルト、ラック アンド ピニオン ギアを使用します。 XYZ 三次元座標系の任意の点に到達し、制御可能な運動軌跡をたどることができます。
多軸ロボットは、駆動とプログラム可能な制御にモーション コントロール システムを採用しています。直線および曲線の動作軌道は、多点補間を使用して生成され、操作とプログラミングは、ガイド付きティーチング プログラミングまたは座標位置決めによって実現されます。
スカラロボット
スカラロボットは、円筒座標を持つ特殊なタイプの産業用ロボットです。平面内での位置決めと方向付けを行うための平行軸を備えた 3 つの回転ジョイントを備えています。残りのジョイントは移動ジョイントであり、平面に対して垂直なエンド エフェクターの移動に使用されます。手首基準点は、図に示すように、2 つの回転関節の角変位 φ1 および φ2 と並進関節の変位 z、つまり p=f(φ1, φ2, z) によって決まります。これらのロボットは軽量で、応答時間が速いです。たとえば、Adept 1 SCARA ロボットは最大 10 m/s の速度に達することができ、これは一般的な多関節ロボットの数倍です。平面位置決めや垂直組み立て作業に最適です。
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XY座標(前後左右)
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Z 座標 (上、下)
コーディネートロボット
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座標ロボットは、自動制御、再プログラム可能な操作、複数の自由度、空間デカルト関係が可能な多目的マニピュレータです。{0}その操作には主に X、Y、Z 軸に沿った直線運動が含まれます。コーディネーションロボットは、駆動やプログラミング制御にモーションコントロールシステムを利用しています。直線および曲線の軌道は多点補間によって生成され、操作とプログラミングはガイド付きティーチング プログラミングまたは座標位置決めによって実現されます。
低コストでシンプルな構造の自動ロボット システム ソリューションである座標ロボットは、ディスペンス、点滴成形、スプレー、パレタイジング、仕分け、梱包、溶接、金属加工、ハンドリング、積み下ろし、組み立て、印刷などの一般的な工業生産分野に適用できます。-手作業の代替、生産効率の向上、製品品質の安定化に大きな応用価値をもたらします。
直列ロボットと並列ロボット
シリアル ロボットのシリアル構造は開いた運動連鎖です。その可動リンクは閉じた構造チェーンを形成しません。シリアルロボットは広い作業スペースを提供し、移動が容易で、駆動軸間のカップリング効果を回避します。ただし、各軸は独立して制御する必要があるため、動作精度を向上させるためにエンコーダーとセンサーが必要です。
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一方、パラレル ロボットは、アプリケーションにおいて従来の産業用シリアル ロボットを補完し、閉じた運動連鎖を形成します。パラレル ロボットは動的エラーが発生しにくく、エラーが蓄積することなく高い精度を示します。さらに、ほとんどの出力軸が軸力を支えるコンパクトで安定した構造により、高い剛性と耐荷重性を実現します。-ただし、並列ロボットの場合、順解法は逆解法よりも困難です。
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2自由度パラレルロボット
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3自由度パラレルロボット
DDoS 並列メカニズムは多様かつ複雑であり、一般に次のカテゴリに分類されます。
1. 2 つの並進軸と 1 つの回転軸を持つ 3-RRR 機構などの平面 3-DOF 平行機構。
2. 3-UPS-1-S 球状機構などの球状 3-DOF 並列機構。このタイプの運動学は、順運動学と逆運動学の両方で単純であるため、3D モバイル空間メカニズムとして広く使用されています。
3. デルタ並列ロボットなどの空間 3-DOF 並列機構。これらのメカニズムはランクが低く、その最も顕著な特徴は、その動作がワークスペース内のさまざまなポイントで変化することです。
4. 別のカテゴリには、追加の補助リンクと運動学的ペアを備えた空間メカニズムが含まれます。
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4自由度パラレルロボット
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6自由度パラレルロボット
6-DOF 並列機構は並列ロボット機構の主要なカテゴリーであり、国内外の学者によって最も研究されている並列機構です。これらは、フライト シミュレーター、6D 力およびトルク センサー、並列工作機械で広く使用されています。しかし、これらの機構の順運動学、動的モデルの確立、並列工作機械の精度校正など、これらの機構の多くの重要な技術は完全には解決されていません。
