Rodzaje robotów przemysłowych – co warto wiedzieć?

Pierwsze zastosowanie robotów przemysłowych na linii produkcyjnej było kamieniem milowym i zapowiedzią wielkich zmian w przemyśle. Maszyny Versatran Model C (zamontowana w zakładach Forda w 1961 r.) i Unimate 1900 (działająca w fabryce General Motors w Trenton w tym samym roku) skutecznie wspomogły robotników w codziennej pracy przy produkcji samochodów, rozpoczynając de facto nową rewolucję technologiczną. Czym są tak właściwe te wynalazki i w jaki sposób wpłynęły na nasze życie?

Co to jest robot przemysłowy?

Robotem przemysłowym nazywamy maszynę manipulacyjną (tzw. mechaniczne ramię pozwalające na manipulację elementami bez kontaktu fizycznego) o konstrukcji stałej lub mobilnej, która wykonuje pracę automatycznie, precyzyjnie i powtarzalnie. Główną cechą robota przemysłowego jest jego programowalność – sekwencje ruchowe robota są planowane bez konieczności zmiany jego elementów strukturalnych lub układu sterowania. Wskazana cecha odróżnia roboty przemysłowe od maszyn mechanicznych oraz zapewnia im wysoką wielozadaniowość i szerokie zastosowanie w przemyśle.

Jak działają roboty przemysłowe?

Roboty przemysłowe są niezwykłym dzieckiem współczesnej robotyki. Działają w zaawansowany sposób i wymagają jednoczesnego zastosowania wielu rozwiązań z dziedziny inżynierii mechanicznej, automatyki, elektrotechniki czy informatyki. Roboty przemysłowe działają w oparciu o:

• programowanie,
• sensory i czujniki,
• system sterowania ruchem,
• przetwarzanie danych,
• wykonywanie zadań,
• kontrolę jakości.

Jak jest zbudowany robot przemysłowy?

Struktura robota przemysłowego jest złożona, a do jego budowy używa się różnych elementów elektronicznych, mechanicznych i informatycznych. Ostateczna konstrukcja jest związana z rodzajem robota przemysłowego i zakresem zadań, do których został zaprogramowany. Możemy wyróżnić następujące elementy konstrukcyjne:

• rama,
• ogniwa kinetyczne,
• silniki i przekładnie,
• efektory,
• sensory i czujniki,
• systemy sterowania,
• oprogramowanie,
• systemy bezpieczeństwa,
• urządzenia do komunikacji.

W jakich gałęziach przemysłu wykorzystuje się roboty przemysłowe?

Współczesna robotyka rozwinęła znacząco możliwości robotów przemysłowych, a to przyciągnęło uwagę świata przemysłowego, który bardzo szybko zdał sobie sprawę z zalet, jakie niesie ze sobą robotyzacja – zwiększenie wydajności pracy czy optymalizacja kosztów to tylko wierzchołek góry lodowej. Nowoczesne roboty przemysłowe pracują w warunkach niebezpiecznych dla człowieka, podnoszą ciężkie przedmioty, dokonują precyzyjnych prac montażowych czy automatyzują proces pakowania produktów. Obecnie wiele rodzajów robotów przemysłowych wykorzystuje się w najróżniejszych branżach, gdzie wykonują specjalistyczne zadania i operacje. Do najpopularniejszych gałęzi przemysłu należą:

• motoryzacja,
• elektronika,
• logistyka,
• przemysł spożywczy,
• medycyna i farmacja,
• budownictwo,
• metalurgia,
• przemysł tekstylny,
• energetyka,
• rolnictwo,
• przemysł obronny, lotniczy i kolejowy.

Podział robotów przemysłowych – najważniejsze kryteria

W robotyce nie został przyjęty formalny podział robotów przemysłowych, dlatego musimy wskazać kryteria, dzięki którym będziemy mogli wyróżnić rodzaje robotów przemysłowych. Do najpopularniejszych kryteriów należą te dotyczące budowy, struktury i zastosowania.

Kwalifikacji robotów przemysłowych ze względu na budowę

Konstrukcja robotów przemysłowych może być zróżnicowana. Wyodrębniamy roboty przemysłowe o stałej budowie monolitycznej, którą można uzupełnić drobnymi elementami udostępnionymi przez producenta, oraz o zmiennej budowie modułowej, która daje swobodę modyfikacji całej maszyny. Istnieje również konstrukcja quasi modułowa – struktura robota jest jednolita, a wymianie mogą ulec niektóre elementy.

Podział robotów przemysłowych ze względu na strukturę

W tym przypadku kryterium podziału robotów przemysłowych stanowi sposób połączenia poszczególnych członów maszyny – człony robota łączą się, tworząc pary kinematyczne, które składają się na łańcuch kinematyczny. Wyróżniamy łączenia szeregowe, równoległe i hybrydowe.

Struktura szeregowa charakteryzuje się otwartym łańcuchem kinematycznym. Do najpopularniejszych robotów przemysłowych tego typu należą:

• roboty kartezjańskie,
• roboty cylindryczne,
• roboty SCARA,
• roboty sferyczne,
• roboty antropomorficzne.

Struktura równoległa charakteryzuje się zamkniętym łańcuchem kinematycznym. Wyróżniamy tutaj tzw. Tripody i Hexapody.

Struktura hybrydowa to nic innego jak połączenie wyżej wymienionych.

Rodzaje robotów przemysłowych ze względu na ich zastosowanie

Głównym kryterium kwalifikacji robotów przemysłowych jest ich zastosowanie w konkretnych branżach. Roboty przemysłowe wykonują wiele zróżnicowanych zadań i procesów – spawają, frezują i szlifują elementy, malują powierzchnie, sortują przedmioty, przenoszą materiały czy układają produkty na paletach. Katalog czynności jest na tyle szeroki, że zapotrzebowanie na różne rodzaje robotów przemysłowych stale rośnie. Do najczęściej spotykanych robotów przemysłowych należą:

• roboty spawalnicze,
• roboty paletyzujące,
• roboty montażowe,
• roboty malarskie,
• roboty sortujące,
• roboty mobilne,
• roboty obróbcze,
• roboty logistyczne,
• roboty kolaboracyjne.