Endüstriyel Manipülatörler veya robotik manipülatörler, malzemeyi doğrudan temas etmeden manipüle etmek veya kontrol etmek için kullanılan makinelerdir. Başlangıçta, bir kişinin tutması zor olabilen radyoaktif veya biyo-tehlikeli nesneleri manipüle etmek için kullanıldı. Ama şimdi pek çok endüstride ağır nesneleri kaldırmak, sürekli olarak iyi bir hassasiyetle kaynak yapmak gibi işler için kullanılıyorlar. Endüstriler dışında hastanelerde cerrahi aletler olarak da kullanılıyorlar. Ve şimdi bir günlük doktorlar operasyonlarında yoğun bir şekilde robotik manipülatör kullanıyorlar.
Size farklı endüstriyel manipülatörlerden bahsetmeden önce, size eklemlerden bahsetmek istiyorum.
Bir eklemin iki referansı vardır. Birincisi, sabit olan normal referans çerçevesidir. İkinci referans çerçevesi sabit değildir ve konfigürasyonunu tanımlayan eklem konumuna (veya eklem değerine) bağlı olarak birinci referans çerçevesine göre hareket edecektir.
Farklı tipte Endüstriyel Manipülatörlerin üretiminde kullanılan iki eklem hakkında bilgi edineceğiz.
1. Döner Eklem:
Bir derece serbestliğe sahiptirler ve nesneler arasındaki dönme hareketlerini (1 derece serbestlik) tanımlarlar. Konfigürasyonları, birinci referans çerçevelerinin z ekseni etrafındaki dönüş miktarını temsil eden bir değerle tanımlanır.
Burada iki nesne arasındaki döner eklemi görebiliriz. Burada takipçi, tabanı etrafında dönme hareketine sahip olabilir.
2. Prizmatik Eklem:
Prizmatik eklemler bir derece serbestliğe sahiptir ve nesneler arasındaki öteleme hareketlerini tanımlamak için kullanılır. Yapılandırmaları, birinci referans çerçevelerinin z ekseni boyunca öteleme miktarını temsil eden bir değerle tanımlanır.
Burada tek bir sistemde çeşitli prizmatik eklemleri görebilirsiniz.
Farklı Endüstriyel Manipülatörler
Endüstrilerde, gereksinimlerine göre birçok endüstriyel manipülatör türü kullanılmaktadır. Bunlardan bazıları aşağıda listelenmiştir.
- Kartezyen koordinat robotu:
Bu endüstriyel robotta, 3 ana ekseni prizmatik eklemlere sahiptir veya birbirleri boyunca doğrusal hareket ederler. Kartezyen robotlar, otomotiv endüstrilerinde olduğu gibi yapıştırıcı dağıtmak için en uygun olanıdır. Kartezyenlerin birincil avantajı, çoklu doğrusal yönde hareket edebilmeleridir. Ayrıca düz çizgi eklemeler yapabilirler ve programlamaları kolaydır. Kartezyen robotun dezavantajları, bu robottaki alanın çoğu kullanılmadığı için çok fazla yer kaplamasıdır.
- SCARA Robot:
SCARA kısaltması, Seçici Uyumluluk Montaj Robot Kolu veya Seçmeli Uyumluluk Eklemli Robot Kolu anlamına gelir. SCARA robotları insan koluna benzer hareketlere sahiptir. Bu makineler hem 'omuz' hem de 'dirsek' ekleminin yanı sıra bir 'bilek' ekseni ve dikey hareket içerir. SCARA robotlarının 2 döner mafsal ve 1 prizmatik mafsal vardır. SCARA robotlarının hareketleri sınırlıdır, ancak diğer 6 eksenli robotlardan daha hızlı hareket edebildiği için de avantajıdır. Aynı zamanda çok sert ve dayanıklıdır. Çoğunlukla paletleme, DE paletleme, makine yükleme / boşaltma ve montaj gibi hızlı, tekrarlanabilir ve noktadan noktaya eklemli hareketler gerektiren amaca yönelik uygulamalarda kullanılırlar. Dezavantajları ise hareketlerinin sınırlı olması ve çok esnek olmamasıdır.
- Silindirik robot:
Temelde, silindir şeklindeki bir direk etrafında hareket eden bir robot koldur. Silindirik bir robotik sistemin üç hareket ekseni vardır - dairesel hareket ekseni ve kolun yatay ve dikey hareketindeki iki doğrusal eksen. Yani 1 döner mafsal, 1 silindirik ve 1 prizmatik mafsala sahiptir. Günümüzde Silindirik Robot daha az kullanılmaktadır ve yerini daha esnek ve hızlı robotlara bırakmaktadır, ancak altı eksenli robotlar geliştirilmeden çok önce yakalama ve tutma görevlerinde kullanıldığı için tarihte çok önemli bir yere sahiptir. Avantajı, iki nokta aynı yarıçapa sahipse Kartezyen robottan çok daha hızlı hareket edebilmesidir. Dezavantajı, Kartezyen koordinat sisteminden silindirik koordinat sistemine dönüşüm için çaba gerektirmesidir.
- PUMA Robot:
PUMA (Programlanabilir Universal Machine for Assembly veya Programmable Universal Manipulation Arm) montaj, kaynak işlemleri ve üniversite laboratuvarlarında en yaygın kullanılan endüstriyel robottur. SCARA robottan daha çok insan koluna benzer. SCARA'dan daha fazla esnekliğe sahiptir, ancak hassasiyetini de azaltır. Bu nedenle montaj, kaynak ve nesne taşıma gibi daha az hassas işlerde kullanılırlar. 3 döner mafsala sahiptir ancak tüm ek yerleri paralel değildir, tabandan ikinci mafsal diğer mafsallara diktir. Bu, PUMA'yı X, Y ve Z olmak üzere üç eksende uyumlu hale getirir. Dezavantajı, daha az hassas olmasıdır, bu nedenle kritik ve yüksek hassasiyet gerektiren uygulamalarda kullanılamaz.
- Polar Robotlar:
Bazen Küresel robotlar olarak kabul edilir. Bunlar, kutupsal bir koordinat sisteminde konumlandırılabilen küresel veya neredeyse küresel çalışma zarflarına sahip sabit robot kollardır. Kartezyen ve SCARA robotlarından daha karmaşıktırlar ancak kontrol çözümü çok daha az karmaşıktır. Yakın küresel çalışma alanı yapmak için 2 döner mafsal ve 1 prizmatik mafsal vardır. Başlıca kullanım alanları, üretim hattındaki elleçleme işlemleri ve alma ve yerleştirme robotudur.
Bilek tasarımı açısından iki konfigürasyonu vardır:
İnsan kolu gibi Pitch-Yaw-Roll (XYZ) ve küresel bilek gibi Roll-Pitch-Roll. Küresel bilek en popüler olanıdır çünkü uygulanması mekanik olarak daha basittir. Robotla çalışırken tanımlanabilen ve sonuç olarak önlenebilen tekil konfigürasyonlar sergiler. Sağlam çözümlerin basitliği ile tekil konfigürasyonların varlığı arasındaki ticaret, küresel bilek tasarımına uygundur ve başarısının nedeni budur.