Декартовые координаты робота (также называемый линейным робот ) является промышленным роботом , чьи три главных осей управления являются линейными (т.е. они двигаются по прямой линии , а не вращается) и на под прямым углом друг к другу. [1] Три скользящих сустава соответствуют движению запястья вверх-вниз, внутрь-наружу, назад-вперед. Помимо других преимуществ, это механическое устройство упрощает решение с управляющим рычагом робота . Обладает высокой надежностью и точностью при работе в трехмерном пространстве. [2] Как система координат робота, она также эффективна для горизонтального перемещения и для штабелирования бункеров. [3]
Конфигурации
Роботы [4] [5] имеют механизмы, состоящие из жестких звеньев, соединенных между собой шарнирами с линейным (призматическим P ) или вращательным (вращательное R ) движением, или их комбинациями. Активные призматические P и активные поворотные R- шарниры приводятся в движение двигателями под программным управлением для манипулирования объектами для выполнения сложных автоматизированных задач. Линейное движение активных призматических Р- шарниров может приводиться в движение роторными двигателями через шестерни или шкивы. Роботы с декартовой системой координат управляются взаимно перпендикулярными активными призматическими P- соединениями, которые выровнены с осями X, Y, Z декартовой системы координат . [6] [7] Хотя это и не являются строго «роботами», другие типы манипуляторов , такие как станки с числовым программным управлением (ЧПУ), 3D-принтеры или перьевые плоттеры , также имеют такое же механическое устройство взаимно перпендикулярных активных призматических P- соединений.
Совместная топология . Единая цепочка из звеньев и суставов соединяет движущийся объект с базой последовательных манипуляторов . Множественные цепи (конечности) соединяют движущийся объект с основанием параллельных манипуляторов . [8] Большинство декартовых координатных роботов являются полностью последовательными или представляют собой комбинацию последовательных и параллельных соединений. Однако есть несколько роботов с декартовой системой координат, которые полностью параллельны . [9] [10] [11]
Степени свободы Поскольку они приводятся в движение линейными активными призматическими P- соединениями, роботы с декартовой системой координат обычно манипулируют объектами только с линейным перемещением T степеней свободы . Тем не менее, некоторые декартовы роботы имеют вращательные R степеней свободы . [12]
Конструкция Каждая ось робота с декартовой системой координат обычно представляет собой линейную ступень, состоящую из линейного привода, геометрически параллельного линейным подшипникам . Линейный привод обычно находится между двумя линейными подшипниками, расположенными на расстоянии друг от друга, чтобы выдерживать моментные нагрузки. Две перпендикулярные линейные ступени, установленные друг на друга, образуют XY-стол . Примеры таблиц XY включают оси XY фрезерных станков или ступени точного позиционирования. По крайней мере, одна из линейных ступеней консольных декартовых координатных роботов поддерживается только на одном конце. Консольная конструкция обеспечивает доступ к деталям для задач по подъему и перемещению, таких как, например, лабораторная автоматизация . Роботы с декартовой системой координат с горизонтальным элементом, поддерживаемым с обоих концов, иногда называют портальными роботами; механически они напоминают козловые краны , хотя последние, как правило, не являются роботами. Портальные роботы часто бывают довольно большими и могут выдерживать большие нагрузки.
Приложения
Популярными приложениями для роботов с декартовой системой координат являются станки с числовым программным управлением ( станки с ЧПУ ) и 3D-печать . Самое простое приложение используется во фрезерных станках и плоттерах, где инструмент, такой как маршрутизатор или ручка, перемещается по плоскости XY , поднимается и опускается на поверхность для создания точного дизайна.
Машины для захвата и размещения - еще одно приложение для роботов с декартовой системой координат. Например, декартовы роботы с подвесным порталом 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 общем, декартовы роботы с подвесным порталом подходят для многих систем автоматизации . [13]
Смотрите также
- Список программ для 3D-моделирования
- Роботизированная рука
- Промышленный робот
- Декартовы параллельные манипуляторы
Рекомендации
- ^ Чжан, Дан; Вэй, Бин (2016). Мехатроника и робототехника для перспективного и интеллектуального производства . Чам: Спрингер. п. 31. ISBN 978-3-319-33580-3.
- ^ Минту, Ма; Ишэн, Чжан (2018). Усовершенствованная высокопрочная сталь и упрочнение под прессом - Материалы 4-й Международной конференции по усовершенствованной высокопрочной стали и упрочнению под прессом (Ichsu2018) . Сингапур: World Scientific. п. 526. ISBN. 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 . Эддисон-Уэсли. ISBN 978-0-201-09528-9.
- ^ Дагалакис, Николас Г., «Стандарты промышленной робототехники» , Справочник по промышленной робототехнике , Хобокен, Нью-Джерси, США: John Wiley & Sons, Inc., стр. 447–459, ISBN 978-0-470-17250-6, получено 2020-12-28
- ^ Декарт, Рене (01.01.2009). «Рассуждение о методе правильного ведения разума и поиска истины в науках» . Анналы неврологии . 16 (01): 17–21. DOI : 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. DOI : 10,5840 / школьник196946493 . ISSN 0026-8402 .
- ^ З. Пандилов, В. Дуковский, Сравнение характеристик последовательных и параллельных роботов, Acta Technica Corviniensis-Bulletin of Engineering, Volume 7, Issue 1, Pages 143-160
- ^ Gosselin, Clement M .; Масуле, Mehdi Tale; Дюшен, Винсент; Ричард, Пьер-Люк; Фуко, Симон; Конг, Сяньвэнь (2007). «Параллельные механизмы семейства Multipteron: кинематические архитектуры и бенчмаркинг» . Труды 2007 Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации . IEEE. DOI : 10.1109 / robot.2007.363045 . ISBN 1-4244-0602-1.
- ^ Гогу, Григоре (2004). «Структурный синтез полностью изотропных поступательных параллельных роботов с помощью теории линейных преобразований» . Европейский журнал механики - A / Solids . 23 (6): 1021–1039. DOI : 10.1016 / j.euromechsol.2004.08.006 . ISSN 0997-7538 .
- ^ Виктор, Питер (2020). «Связанные декартовы манипуляторы» . Механизм и теория Машина : 103903. дои : 10.1016 / j.mechmachtheory.2020.103903 . ISSN 0094-114X .
- ^ Гогу, Г. (январь 2009 г.). «Структурный синтез максимально регулярных параллельных роботов типа T3R2 с помощью теории линейных преобразований и эволюционной морфологии» . Роботика . 27 (1): 79–101. DOI : 10.1017 / s0263574708004542 . ISSN 0263-5747 .
- ^ «Когда вам понадобится портальный робот» . Советы по линейному движению . Даниэль Коллинз . Проверено 21 сентября 2017 года .