Коробка робот принцип работы: 6 правил, о которых мало кто знает :: Autonews

Содержание

Принцип работы коробок-роботов и типичные неисправности — Ремонт АКПП, вариаторов, роботов, DSG, диагностика АКПП и запчасти

Иногда гениальные конструкторские или инженерные решения просто поражают своей простотой. В автомобильной сфере инженеры достаточно давно сумели сделать из простой механической коробки скоростей полноценную АКПП. Сделано это было просто: к конструкции прибавили парочку приводов, работа которых заключалась в переключении передач вместо находящегося за рулем человека. Еще коробка должна была сама выжимать сцепление.

Роботизированная коробка передач (РКПП, роботроник), кроме простого бюджетного автомобиля, неплохо подходит и на мощные спорт-кары. Именно эта конструкция трансмиссии связывает ведущие колеса непосредственно с двигателем, отчего реализация запаса мощности и крутящего момента выполняется практически стопроцентная. Иными словами, роботизированные коробки дают высочайший КПД. Также необходимо отметить, что «робот» всегда щелкает скоростями быстрее обычного водителя.

Оставить заявку на ремонт:

Роботизированные КПП отличаются конструкцией привода сцепления: в одном случае сцеплением управляет гидравлика, в другом – электромотор. Также на многие коробки-роботы устанавливаются два диска сцепления – один для четных передач, другой для нечетных. Проще говоря, в одном корпусе совмещены две обычные механические коробки, работающие по очереди. Это обеспечивает очень быстрое переключение передач.

На сегодня в арсенале почти каждого автопроизводителя есть вариант роботроника. Решения разных производителей сильно отличаются друг от друга. Так, например, Easytronic, устанавливаемый на автомобили Opel, очень комфортное переключает скорости при спокойной езде, но несколько медлителен резвом вождении. В то же время Durashift от Fordбольше подходит для любителей быстрой, агрессивной езды.

Более подробно о некоторых распространенных моделях коробок-роботов:

Перечислим основные неисправности роботизированных КПП и их причины. На первом месте вполне ожидаемо стоит износ сцепления. Нам приходилось менять сцепление в «роботах» при пробеге 40-50 тыс. км. К тому же продуктами износа сцепления забиваются другие элементы коробки передач, такие, как мехатроник или блок клапанов.

Поскольку коробки-роботы буквально «увешаны» разными датчиками, проводкой управления приводами и прочими электрическими компонентами, зачастую проблема возникает именно по электрической или электронной части. Это может быть как простая потеря контакта, так и сложные поломки электронных блоков управления АКПП. В ряде случаев помогает перепрошивка ЭБУ, но бывает, что требуется замена «мозгов» АКПП.

Целый класс проблем в некоторых видах роботизированных АКПП составляют проблемы с охлаждением коробки. В ряде случаев радиатор КПП находится глубоко внутри, и ему банально не хватает воздуха. А иногда радиатор вынесен за защиту картера, и он требует частой очистки от грязи.

Также особенностью некоторых видов «роботов» является необходимость проведения адаптации коробки по мере изнашивания дисков сцепления. При этом электроника машины заново изучает крутящий момент двигателя, учится переключать передачи, выжимать сцепление и плавно трогаться с места.

В любом случае, если Вы почувствовали, что ваш автомобиль едет не как положено, при возникновении рывков, толчков, вибрации прочих признаках некорректной работы коробки-робота мы настоятельно советуем пройти диагностику АКПП. Помните, что решение на начальном этапе всегда проще и дешевле, чем капитальный ремонт коробки передач.

Роботизированная коробка переключения передач — устройство и принцип работы РКПП

Любой современный автомобиль не сможет завестись и плавно тронуться с места, если в его устройстве не будет трансмиссии. На сегодняшний день существует большое разнообразие всевозможных коробок передач, которые не только позволяют водителю подобрать вариант, соответствующий его материальным возможностям, но и дают возможность получить максимальный комфорт от управления транспортным средством.

Коротко об основных разновидностях трансмиссии рассказывается в отдельном обзоре. Сейчас более подробно поговорим о том, что такое роботизированная коробка передач, ее основных отличиях от механической кпп, а также рассмотрим принцип работы этого агрегата.

Что такое роботизированная коробка передач

Работа ркпп практически идентична механическому аналогу за исключением некоторых особенностей. В устройство робота входят многие детали, из которых состоит уже привычный для всех механический вариант коробки. Основное отличие роботизированной в том, что ее управление имеет микропроцессорный тип. В таких коробках переключение передач выполняет электроника на основании данных от датчиков двигателя, педали газа и колес.

Роботизированная коробка также может называться автомат, однако это некорректное название. Дело в том, что часто акпп используется как обобщающее понятие. Так, тот же вариатор имеет автоматический режим переключения передаточных чисел, поэтому для некоторых это тоже автомат. На самом деле робот по строению и принципу работы ближе к механической коробке.

Внешне отличить ркпп от акпп невозможно, потому что они могут иметь идентичный селектор и корпус. Проверить трансмиссию можно только во время езды транспорта. Каждый тип агрегатов имеет свои особенности работы.

Основное назначение роботизированной трансмиссии – максимально облегчить управление автомобилем. Водителю не нужно самостоятельно переключать скорости – эту работу выполняет блок управления. Помимо комфорта, производители автоматических трансмиссий стремятся сделать свою продукцию дешевле. На сегодняшний день робот – самая бюджетная разновидность кпп после механики, но она не предоставляет такого комфорта от вождения, как вариатор или автомат.

Принцип роботизированной коробки передач

Роботизированная трансмиссия может переключаться на очередную скорость либо автоматически, либо полуавтоматически. В первом случае микропроцессорный блок получает сигналы от датчиков, на основании чего срабатывает запрограммированный производителем алгоритм.

Большинство ркпп оснащены селектором с ручным режимом. В этом случае скорости все равно будут включаться автоматически. Единственно – водитель может самостоятельно подавать сигнал момента включения повышенной или пониженной передачи. Похожий принцип имеют некоторые автоматические коробки типа Tiptronic.

Чтобы повысить или понизить скорость, водитель перемещает рычаг селектора в сторону + или в сторону -. Благодаря такой опции некоторые называют подобную трансмиссию секвентальной или последовательной.

Работает роботизированная коробка по следующей схеме:

  1. Водитель нажимает тормоз, заводит двигатель и переводит рычаг переключения режимов движения в положение D;
  2. Сигнал от узла поступает на блок управления коробки;
  3. В зависимости от выбранного режима БУ активирует соответствующий алгоритм, по которому будет работать агрегат;
  4. В процессе движения датчики подают сигналы в «мозги робота» о том, какая скорость у транспортного средства, о нагрузке силового агрегата, а также о текущем режиме кпп;
  5. Как только показатели перестают соответствовать программе, установленной с завода, блок управления подает команду перейти на другую передачу. Это может быть как повышение, так и понижение скорости.

Когда водитель ведет машину с механикой, он должен чувствовать свой транспорт, чтобы определить момент, когда нужно переключиться на другую скорость. В роботизированном аналоге проходит аналогичный процесс, только водителю не нужно задумываться над тем, когда перемещать рычаг переключения в нужное положение. Вместо него это делает микропроцессор.

Система отслеживает всю информацию, поступающую от всех датчиков, и выбирает оптимальную передачу для конкретной нагрузки. Чтобы электроника смогла переключать скорости, трансмиссия имеет гидромеханический актуатор. В более распространенном исполнении вместо гидромеханики устанавливается электрический привод или сервопривод, который соединяет/разъединяет сцепление в коробке (кстати, в этом есть некоторое сходство с автоматом – сцепление расположено не там, где оно находится в мкпп, а именно возле маховика, а в самом корпусе трансмиссии).

Когда блок управления подает сигнал о том, что пора переключаться на другую скорость, срабатывает сначала первый электрический (или гидромеханический) сервопривод. Он отсоединяет фрикционные поверхности сцепления. После этого второй сервопривод перемещает шестерни в механизме в нужное положение. Далее первый медленно отпускает сцепление. Такая конструкция позволяет механизму работать без участия водителя, поэтому машина с роботизированной трансмиссией не имеет педаль сцепления.

Многие коробки на селекторе имеют позиции принудительного переключения скоростей. Этот так называемый типтроник позволяет водителю самостоятельно управлять моментом переключения на повышенную или пониженную скорость.

Устройство роботизированной коробки передач

На сегодняшний день существует несколько разновидностей роботизированных трансмиссий для легковых авто. Они могут отличаться друг от друга некоторыми исполнительными элементами, однако основные части остаются идентичными.

Вот какие узлы входят в ркпп:

  1. Сцепление. В зависимости от производителя и модификации агрегата это может быть одна деталь с фрикционной поверхностью или же несколько аналогичных дисков. Чаще всего эти элементы расположены в охлаждающей жидкости, которая стабилизирует работу узла, предотвращая его перегрев. Более эффективной считается преселективный вариант или двойной. В такой модификации пока включена одна передача, второй комплект готовится включить следующую скорость.
  2. Основная часть представляет обычную механическую коробку. Каждый производитель использует разные собственные разработки. Например, робот от бренда Mercedes (Speedshift) внутренне представляет собой автоматическую коробку 7G-Tronic. Единственное отличие агрегатов в том, что вместо гидротрансформатора используется сцепление с несколькими фрикционными дисками. Похожий подход имеет концерн BMW. Его коробка SMG создана на базе механической коробки с шестью ступенями.
  3. Привод на сцепление и передачи. Существует два варианта – с электроприводом или гидромеханическим аналогом. В первом случае сцепление выжимается электромотором, а во втором – гидроцилиндрами с ЭМ клапанами. Электропривод работает медленней, чем гидравлика, зато он не требует поддержки постоянного давления в магистрали, от которого работает электрогидравлический тип. Гидравлический же робот переходит на следующую ступень намного быстрее (0,05 секунды против 0,5 сек. у электрического аналога). Электрическая ркпп в основном устанавливается на бюджетные машины, а гидромеханическая – на премиальные спорткары, так как в них крайне важна скорость переключения передач без прерывания подачи мощности на ведущий вал.
  4.  Датчик. Таких деталей в роботе большое количество. Они отслеживают множество разных параметров трансмиссии, например, положение вилок, обороты входящего и выходящего валов, в каком положении зафиксирован переключатель селектора, температуру охлаждающей жидкости и т.д. Вся эта информация подается на устройство управления механизмами.
  5. ЭБУ – микропроцессорный блок, в который запрограммированы разные алгоритмы при разных показателях, поступающих от сенсоров. Этот блок связан с основным блоком управления (оттуда поступают данные о работе двигателя), а также с электронными системами блокировки колес (ABS или ESP).
  6. Исполнительные механизмы – гидроцилиндры или электродвигатели в зависимости от модификации коробки.

Специфика работы РКПП

Чтобы трогание автомобиля происходило плавно, водитель должен правильно пользоваться педалью сцепления. После того, как он включил первую или заднюю передачу, ему необходимо плавно отпускать педаль. Как только водитель прочувствует зацепление дисков, по мере отпускания педали он может добавлять оборотов двигателю, чтобы машина не заглохла. Так работает механика.

Идентичный процесс происходит и в роботизированном аналоге. Только в этом случае от водителя не требуется большого умения. Ему нужно только перевести переключатель коробки в соответствующее положение. Автомобиль начнет трогаться в соответствии с настройками блока управления.

Самая простая модификация с одним сцеплением работает так же, как классическая механика. Однако при этом наблюдается присутствие одной проблемы – электроника не фиксирует отзыв от сцепления. Если человек способен определить, насколько плавно нужно отпускать педаль в конкретном случае, то автоматика работает более жестко, поэтому ход автомобиля сопровождается ощутимыми рывками.

Особенно это ощущается в модификациях с электроприводом исполнительных механизмов – пока переключается передача, сцепление будет находиться в разомкнутом состоянии. Это будет означать разрыв потока крутящего момента, из-за чего авто начинает замедляться. Так как скорость вращения колес уже меньше соответствует включенной передачи, происходит небольшой рывок.

Инновационным решением такой проблемы стала разработка модификации с двойным сцеплением. Яркий представитель такой трансмиссии – DSG от Volkswagen. Рассмотрим подробней о ее особенностях.

Особенности роботизированной коробки передач DSG

Расшифровка этой аббревиатуры – direct shift gearbox. По сути, это две механические коробки, установленные в один корпус, но имеющие одно место подключения к ходовой части машины. Каждый механизм имеет свое сцепление.

Основная особенность такой модификации – преселективный режим. То есть, пока работает первый вал с включенной передачей, электроника уже подсоединяет соответствующие шестерни (при разгоне на повышение передачи, при замедлении – на понижение) второго вала. Главному исполнительному устройству остается только отсоединить одно сцепление и подсоединить другое. Как только от блока управления поступит сигнал на переход к другой ступени, работающее сцепление размыкается, и сразу подсоединяется второе с уже зацепленными шестернями.

Такая разработка позволяет ездить без сильных рывков при разгоне. Первая разработка преселективной модификации появилась в 80-х годах прошлого столетия. Правда, тогда роботы с двойным сцеплением устанавливались на раллийные и гоночные автомобили, в которых имеет большое значение скорость и точность момента переключения передач.

Если сравнивать коробку DSG с классическим автоматом, то у первого варианта больше преимуществ. Во-первых, благодаря более привычному строению основных элементов (за основу производитель может взять любой уже готовый механический аналог), в продаже такая коробка будет стоить дешевле. Тот же фактор влияет на обслуживание агрегата – механика более надежна, и легче ремонтируется.

Это дало возможность производителю устанавливать инновационную трансмиссию на бюджетные модели своей продукции. Во-вторых, многие владельцы транспорта с такой коробкой передач отмечают повышение экономичности автомобиля по сравнению с идентичной моделью, но с другой коробкой.

Инженерами концерна VAG было разработано два варианта трансмиссии дсг. Одна из них имеет маркировку 6, а другая – 7, что соответствует количеству ступеней в коробке. Также в шестиступенчатом автомате используется мокрое сцепление, а в семиступенчатом аналоге – сухое. Более подробно о плюсах и минусах дсг коробки, а также о том, чем еще модель dsg 6 отличается от седьмой модификации, рассказывается в отдельной статье.

Преимущества и недостатки

Рассматриваемый тип трансмиссии имеет как положительные, так и отрицательные стороны. К достоинствам коробки можно отнести:

  • Такую трансмиссию можно использовать в паре с силовым агрегатом практически любой мощности;
  • По сравнению с вариатором и автоматом роботизированный вариант стоит дешевле, хотя это и достаточно инновационная разработка;
  • Роботы более надежны по сравнению с другими автоматическими трансмиссиями;
  • Благодаря внутреннему сходству с механикой, легче найти специалиста, который возьмется за ремонт агрегата;
  • Более эффективное переключение скоростей позволяет использовать мощность мотора без критичного повышения расхода горючего;
  • За счет улучшения экономичности машина меньше выбрасывает вредных веществ в окружающую среду.

Несмотря на явные преимущества перед другими автоматическими коробками передач, робот имеет несколько существенных недостатков:

  • Если автомобиль оснащается однодисковым роботом, то поездку на таком транспорте комфортной никак нельзя назвать. При переключении скоростей будут присутствовать ощутимые рывки, как будто водитель резко бросает педаль сцепления на механике.
  • Чаще всего в агрегате выходит из строя сцепление (меньше плавности зацепления) и актуаторы. Это усложняет ремонт трансмиссии, так как они имеют небольшой рабочий ресурс (около 100 тысяч километров пробега). Редко когда сервоприводы можно отремонтировать, а новый механизм стоит дорого.
  • Что касается сцепления, то ресурс дисков тоже очень маленький – приблизительно 60 тысяч. Причем приблизительно на половине ресурса нужно выполнять «подводку» коробки под состояние фрикционной поверхности деталей.
  • Если говорить о преселективной модификации DSG, то она показала себя более надежной за счет меньшего времени на переключение скоростей (благодаря этому машина не так сильно замедляется). Несмотря на это, сцепление все равно в них страдает.

Учитывая перечисленные факторы, можно сделать заключение: что касается надежности и рабочего ресурса механике пока нет равных. Если делается упор на максимальный комфорт, тогда лучше выбрать вариатор (в чем его особенность, читайте здесь). При этом стоит учесть, что такая трансмиссия не даст возможность сэкономить топливо.

В завершение предлагаем небольшое видеосравнение основных типов трансмиссий – их плюсы и минусы:

Вопросы и ответы:

В чем разница между автоматом и роботом? Автоматическая трансмиссия работает за счет гидротрансформатора (нет жесткой сцепки с маховиком через сцепление), а робот – аналог механики, только скорости переключаются автоматически.

Как переключать передачи на коробке робот? Принцип езды на роботе идентичен езде на автомате: выбирается нужный режим на селекторе, и регулируются обороты мотора педалью газа. Скорости будут переключаться самостоятельно.

Сколько педаль в машине с роботом? Хотя робот конструктивно похож на механику, сцепление отключается от маховика автоматически, поэтому в машине с роботизированной трансмиссией две педали (газ и тормоз).

Как правильно парковать автомобиль с коробкой робот? Европейскую модель ставить на парковку нужно в режиме А или на задней передаче. Если машина американская, то на селекторе есть режим Р.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ

Роботизированная трансмиссия (РКПП) и принцип работы коробки

Место роботов в ряду автоматических коробок передач

Решение проблемы выглядит естественным — достаточно взять обычную механику и снабдить её электроприводами переключения передач и управления сцеплением. Так будут совмещены сразу две особенности разных типов коробок, на переключение водитель уже не будет отвлекаться, педаль сцепления тоже можно упразднить, а отсутствие проскальзываний и потерь повысит экономичность до уровня обычной МКПП.

Долгое время задача не имела простого решения:

  • не существовало надёжных, компактных и быстродействующих электронных блоков управления, позволявших реализовать сложный алгоритм переключения во всех возможных ситуациях;
  • техника сервоприводов также отставала, переключение занимало слишком много времени, а развиваемого усилия всегда не хватало;
  • для обеспечения плавного переключения передач было необходимо точно управлять двигателем, что стало возможным лишь с появлением электронных систем впрыска и зажигания.

Тем не менее, сама идея выглядела заманчиво, что и привело в конечном счёте к появлению первых серийных образцов.

Два типа роботизированных коробок

Кроме автоматизации переключения, разработка узлов и алгоритмов мехатроники, то есть объединения преимуществ точной механики с возможностями и скоростью электронных технологий, позволила создавать трансмиссии с совершенно новыми свойствами. Но изначально это были просто МКПП с сервоприводами. Принцип работы роботизированной коробки передач заключается в прямом электронном управлении механикой, без дополнительных гидравлических устройств.

Роботы с одним сцеплением

С точки зрения потребителя, который не желает разбираться в технике и выяснять устройство роботизированной коробки передач, это обычный «автомат». Педаль сцепления отсутствует, имеется классический селектор выбора режимов. Как и у всех современных коробок, он не связан с механизмами, а лишь задаёт режим электронному блоку управления.

Самые первые роботы всё же требовали вмешательства водителя. Ему не надо было вручную выбирать передачу, но обозначать момент приходилось, подсбрасывая газ. Сейчас электроника всё делает сама. Она выберет момент переключения, снизит крутящий момент двигателя, выжмет сцепление, переведёт вилки и муфты КПП в нужное положение и вновь добавит газ, одновременно плавно сомкнув диски сцепления.

В состав типичного робота входят:

  • обычная коробка передач, вполне унифицированная по большинству деталей с ручным аналогом;
  • стандартное для данной модели автомобиля сухое однодисковое сцепление с тем же демпфером;
  • соленоиды выбора передачи, в простейшем случае их два, один имитирует движение ручки вправо и влево, второй — вперёд и назад;
  • соленоид выжима сцепления, связанный с обычными вилкой и выжимным подшипником;
  • электронный блок управления, где расположено самое главное – программа с алгоритмом работы коробки, который должен предусмотреть всё многообразие возможных ситуаций, начиная от трогания с места и «ползущего» режима, заканчивая спортивными быстрыми переключениями вверх и вниз, сбросом нескольких передач при кикдауне, экономным движением и ограничением передач для зимы, бездорожья и ручного управления;
  • селектор с блокировкой и датчиками.

У людей, впервые столкнувшихся с установленным на машине роботом, может возникнуть вопрос, как правильно ездить на роботизированной коробке передач. В общем случае об этом можно не задумываться. Не сложнее, чем на любом другом автомате. Разве что иногда стоит подсказать коробке желательный момент переключения, уменьшив подачу топлива. Но постепенно блок и сам адаптируется под стиль езды, начав неплохо угадывать желания человека после запоминания полученной информации о его стиле езды. И вспомнить о наличии ручного тормоза, режим паркинга тут не предусмотрен, а оставлять машину на передаче не все роботы позволяют, да это и нежелательно с точки зрения техники.

Преселективные коробки с двумя сцеплениями

Получив в своё распоряжение успешно работающий мехатроник, инженеры использовали его для создания более совершенной автоматизированной коробки с предварительным выбором передачи. При разгоне на перевод муфты синхронизатора на следующую ступень затрачивается немало по меркам спорта времени. Было решено применить два вала, отдельно для чётных и нечётных передач, каждый со своим сцеплением.

В такой коробке, широко известной как DSG, что буквально означает наличие двух сцеплений, оба из них нормально выключены, а сигнал на включение поступает только на то, которое требуется в данный момент. Например, происходит разгон на третьей передаче, замкнуто нечётное сцепление. Коробка по сигналам своих датчиков догадывается, что предстоит быстрый переход на четвёртую передачу. Она и будет включена заблаговременно на чётном валу. В оптимальный по соображениям минимального времени разгона момент останется лишь разомкнуть сцепление нечётного вала, одновременно сомкнув на чётном. Процесс произойдёт максимально быстро, не потребуется даже снижать обороты двигателя, достаточно лишь чуть уменьшить крутящий момент, чтобы избежать повышенного износа. И чем интенсивней разгон, тем меньше внимания уделяется сохранности дисков сцеплений, зато выше скорость перехода на следующую ступень.

Такие коробки тоже являются роботизированными, хотя у них совершенно иной путь развития, причины появления и характерные особенности. Тем не менее, это также механическая коробка с электронным переключением. Но в среде автомобилистов всё же принято считать, что робот — это то, что с одним стандартным сцеплением, а DSG уже совершенно другое дело.

Общее знакомство


Роботизированная коробка
Различают два основных вида роботизированных коробок:

  1. Простая. Является усовершенствованной МКПП с автоматическим управлением, переключение скоростей осуществляется роботом, отсутствует педель сцепления. В момент смены передачи разрывается поток крутящего момента — это приводит к появлению провалов при разгоне авто. В таких агрегатах предусмотрена возможность вручную переключать скорости.
  2. Усовершенствованная (преселективная). Представляет собой механику, оснащенную двумя сцеплениями, имеющими прямое включение. Первое сцепление отвечает за четные передачи, второе — за нечетные. Такой принцип работы обеспечивает плавный и быстрый разгон.

Если вы встретите название «секвентальная» коробка, имейте в виду — такая аббревиатура произошла от слова последовательность (sequensum), значит, предусмотрено последовательное переключение скоростей водителем вручную. Основным достоинством коробок-робот есть сочетание удобства вождения, аналогично АКПП и небольшой расход топлива, как у механических КПП.

Многие производители занимались самостоятельной разработкой роботизированных агрегатов, значит, существует множество разновидностей указанного типа коробок, но при этом у них есть общие узлы:

  • блок управления;
  • МКПП;
  • фрикционное сцепление;
  • система, контролирующая смену передач.

За основу роботов берутся хорошо зарекомендовавшие себя механизированные конструкции КПП. Рекомендуем посмотреть видео о роботизированных агрегатах, оснащенных двойным сцеплением:

Достоинства и недостатки автоматизированных МКПП

С точки зрения человека за рулём и самой философии построения современных автоматических коробок, все они одинаковы. Везде наличествуют только две педали, селектор и типовые режимы работы. Даже структурно они схожи. Механический выбор передаточного числа и фрикционные муфты для смягчения скачков момента при переключениях. Не очень важно в теории, как именно это реализовано на практике, и чем робот отличается от автомата. Цилиндрические косозубые шестерни, муфты и синхронизаторы в роботах, планетарные передачи в классическом гидроавтомате, ремень на конических шкивах в вариаторе. Гидротрансформатор в АКПП и вариаторах, демпфер в роботе. Пакеты фрикционов или сухие диски. Даже в преселективах ещё окончательно не решено, использовать сухие однодисковые или мокрые сцепления пакетного типа. А вариаторы стали появляться гибридного типа, где в одном корпусе объединены коническая ременная передача с планетарным двухступенчатым редуктором от классики.

Тем не менее, выделить некоторые особенности пока можно, ещё не все коробки эволюционировали к единому типу. И здесь у робота найдутся некоторые плюсы:

  • простота и дешевизна реализации;
  • унификация с ручными КПП;
  • высокий КПД и экономичность;
  • недорогое стандартное сцепление, которое легко меняется;
  • отсутствие необходимости в специальных маслах;
  • нет проблем с точным, сложным и капризным гидроблоком на основе многочисленных соленоидов;
  • не требуется масляный насос с регулятором давления;
  • при ремонте не нужен особо квалифицированный персонал, достаточно любого мастера, имевшего дело с механическими коробками.

Из недостатков можно отметить только относительно медленную работу и некоторую невнятность в сложных ситуациях. Но первое потребуется разве что спортсменам, а второе поддаётся коррекции при совершенствовании алгоритмов управления. Было бы желание у производителей и потребителей всем этим заниматься. Роботизированная коробка передач плюсы и минусы выявляет только до отработки всех тонкостей в конструировании трансмиссий, став совершенной, она просто может занять своё место в ряду конкретных технических решений.

АКПП — устройство, характеристики, особенности

По статистике, около половины продающихся в настоящее время машин – с автоматической коробкой передач. Ее назначение – менять частоту и вращающий момент, передаваемый ведущим колесам, в более широком диапазоне, чем может обеспечить двигатель. Но разные конструкции коробок делают это немного по-разному.

Автоматическая коробка передач

Рекомендуем: Выкуп автомобилей в AvtoRoom

Автомат – это такой вид трансмиссии, где выбор передаточного числа происходит автоматически, в зависимости от нескольких факторов. Автоматическими называют лишь те коробки передач, где присутствуют обязательно два конструктивных элемента: планетарная передача и гидротрансформатор. Трансформатор отвечает за передачу крутящего момента от двигателя, вращение передается за счет жидкости — масла.

Устройство автоматической коробки передач

Планетарная передача появилась в качестве конструктивного элемента еще в начале 20 века. Первый серийно выпускаемый автомобиль, Ford T, имел такой элемент в конструкции. Его изготавливали по всему миру с 1908 года почти двадцать лет миллионными сериями. Но еще в 1906 году начал выпускаться автомобиль Cadillac, с полностью автоматической передачей.

Первый автомобиль с планетарной передачей — Ford T

Планетарная передача напоминает по виду движение планет вокруг Солнца. Составные части этого механизма перечислены ниже:

  • В центре редуктора – так называемое «солнце» или малое зубчатое колесо.
  • Водило – рычажный механизм.
  • Большое зубчатое колесо c внутренними шестеренками.
  • Сателлиты – аналог планет Солнечной системы, зубчатые колеса, вращаются вокруг «солнца».

Устройство планетарной системы АКПП

Планетарная система – несколько планетарных передач. Гидротрансформатор передает крутящий момент, но здесь нет жесткой связи двигателя с коробкой, в отличие от механики. Это аналог сцепления в МКПП. Есть небольшая потеря мощности при передаче движения из-за отсутствия жесткой связи с двигателем, но за счет гидравлики ход более мягкий. Определенные шестеренки в планетарной системе блокируются, и получается понижающая, повышающая или прямая передача.

Применение в современных автомобилях и перспективы

К сожалению, первые несовершенные роботы создали у потребителей сильное предубеждение к подобным коробкам. Их считают медленными и непредсказуемыми, особенно на фоне прошедших долгий путь развития классических автоматов. Народное мнение настолько инертно, что изменить его уже вряд ли получится. В результате многие компании отказались от применения автоматизированных МКПП, а другие близки к такому решению. Хотя последние версии роботов уже давно избавлены от многих недостатков. Настолько, что если усадить в машину с роботом самого убеждённого их противника, он будет удивлён и даже заподозрит, что его обманывают, а на автомобиле стоит классический автомат.

Именно так, современные коробки по потребительским качествам для среднего водителя настолько сравнялись, что сразу определить тип КПП довольно затруднительно. Едут они в спокойном режиме примерно одинаково, робот, DSG, гидроавтомат это, или даже вариатор, который научили имитировать дискретные переключения. Разницу можно выявить только замерами, где одни коробки переключаются быстрее, другие медлят, а у третьих подозрительно много ступеней. За какие свойства АКПП стоит переплачивать, а какие неважны — решать покупателю, которому теперь известно, роботизированная коробка передач, что это такое и чем она хороша.

Роботизированная коробка передач: плюсы и минусы

Устройство, особенности и принцип работы роботизированной коробки передач

Робот с гидроприводами переключения передач

Роботизированная КПП может быть с одним и с двумя сцеплениями. С роботом с двумя сцеплениями можно ознакомиться в статье про Powershift. Мы же продолжим разговор о КПП с одним сцеплением.

Устройство робота достаточно простое и включает в себя следующие элементы:

  1. механическая часть;
  2. сцепление;
  3. приводы;
  4. система управления.

Механическая часть содержит все компоненты обычной механики, а принцип работы роботизированной АКПП схож с принципом работы МКПП.

Приводы, управляющие коробкой, могут быть гидравлическими и электрическими. При этом один из приводов следит за сцеплением, он отвечает за его включение и выключение. Второй —  управляет механизмом переключения передач. Практика показала, что КПП с гидроприводом функционирует лучше. Как правило, такая коробка применяется на более дорогих автомобилях.

Роботизированная коробка передач имеет и режим ручного переключения передач. В этом ее уникальность – переключать передачи может как робот, так и человек.

Система управления — электронная и включает в себя следующие детали:

  1. входные датчики;
  2. электронный блок управления;
  3. исполнительные устройства (актуаторы).
Схема работы РКПП

Входные датчики отслеживают основные параметры работы КПП. К ним относятся частота вращения, положение вилок и селектора, уровень давления и температура масла. Все данные передаются в блок управления, который контролирует актуаторы. Исполнительное устройство, в свою очередь, управляет работой сцепления с помощью сервоприводов.

В роботизированной АКПП гидравлического типа система управления дополнительно оснащена гидравлическим блоком управления. Он управляет работой гидроцилиндров.

Принцип работы робота осуществляется двумя способами: автоматическим и полуавтоматическим. В первом случае коробка управляется через определенный алгоритм, который задается блоком управления на основе сигналов датчиков. Во втором – принцип работы идентичен ручному переключению передач. Передачи с помощью рычага селектора последовательно переключаются с высшей на низшую, и наоборот.

Суть такой коробки достаточно проста – имеется механическая КПП и электронный блок ее управления. У РКПП все функции, которые должен был выполнять водитель с механической коробкой (выжим сцепления, перевод рычага коробки в нужное положение) выполняется актуаторами – сервоприводами электронного блока.

Благодаря этому надежность КПП возросла за счет использования классической «механики» и возросло удобство ее пользования. Водителю всего лишь необходимо переводить селектор в нужное положение (как в автоматической КПП) и наслаждаться ездой, а электронный блок позаботится о том, чтобы выполнялось переключение передач.

При всем этом многие роботизированные коробки оснащаются еще и ручным управлением, что позволяет управлять водителю коробкой самостоятельно, с единственным отличием – нет необходимости выжимать сцепление.

Принцип работы коробки-робота достаточно прост – разработчики взяли за основу обычную механическую коробку и оснастили её специальными механизмами, самостоятельно переключающими передачи и включающими/выключающими сцепление.

Для того, чтобы весь этот роботизированный механизм переключения передач работал слаженно, его работой заведует специальный блок управления, собирающий информацию о движении машины и, в зависимости от условий, выбирающий какую передачу нужно включить в данный момент времени.

Как уже было сказано выше, РКПП состоит из механической коробки передач, а также дополнительных устройств для выжима сцепления, выбора и переключения передачи. Данные устройства называются актуаторами (актуатор сцепления, актуатор выбора передачи). Также коробка «робот» имеет собственную систему управления, которая представляет собой ЭБУ коробкой и ряд электронных датчиков, взаимодействующих с блоком.

Получается, данный тип КПП представляет собой механическую коробку с автоматическим управлением и принципиально отличается от классического «автомата», а также бесступенчатого вариатора.

Роботизированная КПП, как и обычная МКПП, имеет сцепление, в ней не используется трансмиссионная жидкость ATF в качестве рабочей для управления и т.д. Добавим, что в современных «роботах» может быть как одно, так и два сцепления. В первом случае следует понимать однодисковый «робот», а во втором преселективную роботизированную коробку передач с двумя сцеплениями.

Если говорить об устройстве коробки — робот, можно выделить следующие базовые составные элементы:

  • Коробка передач, которая по устройству напоминает «механику;
  • Актуаторы (сервоприводы), отвечающие за выжим сцепления и включение передачи;
  • Блок управления коробкой (микропроцессорный ЭБУ) и внешние датчики;

Давайте рассмотрим устройство РКПП на примере 6-и ступенчатой роботизированной коробки передач с двумя сцеплениями. Сама коробка похожа на МКПП, однако имеет сразу два ведущих вала. Если просто, эти валы расположены друг в друге (внешний вал имеет внутреннюю полость, куда вставлен еще один внутренний первичный вал).

На внешнем валу установлены шестерни привода 2, 4 и 6 передачи. На внутреннем валу ставятся шестерни 1, 3, 5 передачи, а также передачи заднего хода. Для каждого из валов имеется отдельное сцепление.

Актуаторы роботизированной коробки представляют собой  электрические или гидросервоприводы. Электрический актуатор -электромотор с редуктором, гидравлический является гидроцилиндром, шток которого связан с синхронизатором.  Главной задачей как первого, так и второго типа устройств становится механическое перемещение синхронизаторов КПП, а также включение и выключение сцепления.

Блок управления коробкой передач является микропроцессорным ЭБУ, к которому подключены внешние датчики, которые задействованы в ЭСУД автомобиля. Другими словами, контроллер коробки передач взаимодействует с датчиками от двигателя, а также ряда других систем (например, ABS и т.д.). Часто блок управления коробкой совмещен с ЭБУ двигателем, при этом коробка работает по собственному заданному алгоритму.

Как правильно пользоваться роботизированной коробкой передач

Общий вид РКПП

Роботизированная трансмиссия сочетает в себе функции как АКПП, так и механической коробки передач. Это по сути та же механика, но с автоматическим управлением. Система управления с помощью исполнительных механизмов управляет работой сцепления и переключением передач. При этом переключение происходит так же, как и в механике, только без участия водителя.

Изначально роботизированная КПП создавалась для того, чтобы существенно снизить стоимость коробки передач в сравнении с АКПП и в то же время объединить в себе все достоинства автомата и механики, к которым в первую очередь относятся комфорт и удобство управления.

В автомобилях спортивного класса используется несколько иной тип роботизированной трансмиссии – с двумя сцеплениями. Это позволяет добиться максимально высокой скорости переключения передач.

Преимущества и недостатки роботизированной трансмиссии для наглядности также представим в виде таблицы. Заодно проведем  сравнительную характеристику между двумя видами трансмиссий.

Преимущества роботизированной коробки передачНедостатки роботизированной коробки передач
1. Более простая конструкция в отличии от АКПП1. Рывки при старте и переключении передач (для РКПП с одним сцеплением)
2. Менее дорогие обслуживание и ремонт по сравнению с АКПП2. Необходимость перевода рычага в нейтральное положение при длительной остановке и откат автомобиля на подъеме
3. Лучшая топливная экономичность3. Непредсказуемость поведения роботизированной коробки передач в тяжелых дорожных условиях
4. Более высокий КПД4. Эффект “задумчивости” при переключении передач
Классический селектор роботизированной КПП

Итак, робот – это скорее разновидность АКПП или МКПП? Зачастую его приравнивают к модифицированному автомату. На самом деле, в основе робота лежит механическая трансмиссия, завоевавшая это право своей простотой и надежностью. По сути, роботизированная КПП – это та же механика с дополнительными устройствами, отвечающими за переключение передач и управление сцеплением. Т.е. водитель от этих обязанностей освобожден.

Роботизированная коробка встречается как в легковых автомобилях, так и в автомобилях грузовых, а также автобусах, а в 2007 году робот был представлен даже на спортивном мотоцикле.

ПроизводительНазваниеПроизводительНазвание
RenaultQuickshiftToyotaMultiMode
Peugeout2-TronicHondai-Shift
MitsubishiAllshiftAudiR-Tronic
OpelEasytronicBMWSMG
FordDurashift/PowershiftVolkswagenDSG
FiatDualogicVolvoPowershift
Alfa RomeoSelespeed
Схема работы РКПП

Изначально коробка-робот создавалась для того, чтобы объединить в себе все достоинства коробки-автомат и механической трансмиссии. В первую очередь, сюда относятся комфорт АКПП и надежность с экономичностью механики. Для того, чтобы определить, удалась ли задумка разработчикам, сравним по основным параметрам робота с АКПП и робота с механической трансмиссией.

Робот и автомат

Сравнительную  характеристику между двумя коробками передач представим в виде таблицы. За основу сравнения возьмем ряд параметров.

ПараметрРоботАвтомат
Конструкция устройстваПрощеСложнее
Эксплуатация и ремонтДешевлеДороже
Потребление масла и топливаМеньшеБольше
Динамика разгона автомобиляЛучшеХуже
Вес коробкиМеньшеБольше
КПДВышеНиже
Поведение машины при переключении передачРывки, «эффект задумчивости»Плавное движение без рывков
Возможность отката автомобиля на уклонеЕстьНет
Ресурс двигателя и сцепленияМеньшеБольше
Управление автомобилемСложнееПроще
Необходимость переключения рычага в нейтральное положение при остановкеДаНет

Итак, что мы имеем: роботизированная КПП более экономична по всем параметрам, но в плане комфорта для водителя все же выигрывает автомат. Таким образом, главное достоинство автоматической коробки передач (комфорт при движении) робот не перенял, по крайней мере, рассматриваемая нами коробка с одним сцеплением.

Посмотрим, как обстоят дела у механики и перенял ли  робот все ее достоинства.

Теперь сравним робот с МКПП.

ПараметрРоботМКПП
Стоимость коробки и ее обслуживаниеДорожеДешевле
Рывки при переключении передачМеньшеБольше
Расход топливаЧуть меньшеЧуть больше
Ресурс сцепления (зависит от конкретной модели)БольшеМеньше
НадежностьМеньшеБольше
КомфортБольшеМеньше
КонструкцияСложнееПроще

Какой вывод можно сделать здесь? Робот комфортнее механики, чуть экономичнее, но стоимость самой коробки выйдет дороже. МКПП все-таки остается надежнее робота. Конечно, автомат здесь уступает роботу, но, с другой стороны, еще неизвестно, как поведет себя роботизированная трансмиссия в тяжелых дорожных условиях – чего нельзя сказать о механике.

Роботизированной КПП считается механическая коробка переключения передач с автоматическим электронным блоком управления. От «механики» она наследует надежность и экономичность, а за счет автоматизации управления получает повышенный комфорт и плавность движения. Электронный блок управления считывает сигналы входных датчиков о состоянии автомобиля, скорости вращения вала, положении вилок и селектора и с помощью электрических или гидравлических сервоприводов (в зависимости от модели) посылает команду исполнительным механизмам о переключении передач.

В роботизированных КПП осуществлена функция как автоматического, так и ручного управления. В автоматическом режиме переключением передач заведует электронный блок управления. В ручном режиме, который проще всего обозначить словом «типтроник», водитель самостоятельно выбирает ограничение на переключение передач автоматом и вручную регулирует селектор.

Коробки-роботы имеют уже двадцатилетнюю историю и на протяжении всего этого времени они неизменно эволюционировали в сторону постоянного усложнения конструкции. Современные коробки-роботы можно обнаружить в самых разных автомобилях – от бюджетной Scoda Octavia до суперспортивного «монстра» Lamborghini Aventador. Все это, конечно, очень разные по своей конструкции и цене трансмиссии, но принцип работы у них остается единым.

И если в случае с премиальным спорткаром вы приобретаете и право на абсолютную надежность, то в бюджетных автомобилях среднего класса «роботы» несли в себе весомый ряд как плюсов, так и минусов.

Роботизированные КПП были созданы с идеей повышенного комфорта и экономичности и включали в себя ряд преимуществ «механики» и классических «автоматов»:

  • По надежности «роботы» превосходят как вариаторы, так и гидротрансформаторные АКПП, ведь в их конструкции находится проверенная годами механическая КПП — система, которая знакома каждому водителю и механику.
  • Роботизированные КПП позволяют серьезно экономить на топливе, в сравнении не только с «автоматами», но и подчас с «механикой». В некоторых случаях автомобили с «роботом» показывают экономию в 30% по сравнению с таким же автомобилем с установленной гидротрансформаторной АКПП.
  • «Робот» требует меньшего кочества масла в сравнении с вариатором. От 3 до 5 литров против 7 литров у вариаторов. Это тоже значительный повод для экономии.
  • Число передач может варьироваться от классической шестиступенчатой «механики» до 7-8 скоростей для агрегатов от Audi и BMW. Не так давно концерн Volkswagen анонсировал появление своей роботизированной КПП DSG с десятью передачами.
  • Так как в основе «робота» лежит механическая КПП, то и ремонт механической части может осуществляться в условиях почти любого автосервиса. Для автомастера не станет сложностью замена и ремонт деталей коробки «робота».
  • Ресурс сцепления за счет автоматизации переключения передач повышен на 30-50% в сравнении с «механикой». Электронный блок управления со встроенными алгоритмами переключения передач имеют свою «защиту от дурака» и тем самым не позволяет изнашиваться сцеплению из-за неопытности водителя.
  • Возможность управления в ручном режиме в условиях города и постоянных пробок является существенным преимуществом, не позволяя изнашивать коробку сверх меры.
  • Переключение передач со скоростью в 0,2 секунды для преселективных роботизированных коробок это норма. Такую скорость не продемонстрирует ни «автомат», н средний водитель на «механике».

Это было все, что касается плюсов. Теперь поговорим о минусах, которых тоже не мало и во многом именно они определяют конечный выбор автовладельца.

  • Электронный блок управления – узел очень капризный, боящийся любых излишних нагрузок и, уж тем более, незапланированных модификаций. Чип-тюнинг и перепрошивка ЭБУ в неопытных руках может означать конец для всего сцепления. Как правило, водители не рискуют такими действиями, пока автомобиль находится на официальном гарантийном обслуживании. В целом же блоки управления роботизированных КПП поддаются любым модификациям, но только в опытных руках и за хорошие деньги.
  • Блок управления по-прежнему является больным местом КПП. При неудачной, даже официальной прошивке, возможны сбои в программе ЭБУ, которые приводят к торможению всего сцепления и провалу передач.
  • Ручной режим становится как и плюсом, так и минусом. В условиях загруженного трафика и пересеченной местности он становится вынужденной необходимостью, даже для неопытных водителей.
  • Роботизированные КПП требуют определенных правил эксплуатации, в том числе и в управлении педалями газа и тормоза. Как правило, «роботы» не любят вдавливания газа до упора и, наоборот, легкого нажима на тормоз.
  • При управлении автомобилем с «роботом» следует все время наблюдать за температурой сцепления – перегрев резко снижает износостойкость коробки и ведет к преждевременному ремонту. Поэтому буксование или «лаунч» могут стать для роботизированной КПП последним смертельным номером.

Перед покупкой автомобиля с роботизированной КПП прежде всего стоит задуматься, нужен вам такой вариант трансмиссии или нет.

Если это бюджетный автомобиль, то следует учитывать, что в условиях тяжелого трафика или плохих дорог в зависимости от региона страны классическая «механика» – вариант более предпочтительный и по износостойкости, и по экономичности средств на ремонт. Если вы все-таки жаждете комфорта и экологичности от вашего автомобиля, следует смотреть в сторону машин с преселективной роботизрованной КПП.

Роботизированная коробка передач как усовершенствование «механики» и альтернатива «автомату»

Особенности управления

Некоторые режимы работы РКПП получила от автоматической коробки, а именно:

  • «N» — нейтраль. Режим, при котором крутящий момент на колеса от КПП не передается. То есть двигатель работает, на коробку передается вращение, но из-за положения шестерен на колеса оно не передается. Используется при длительной стоянке авто, перед началом движения, после остановки;
  • «R» — движение задним ходом. Здесь все просто, водитель переводит селектор в это положение и авто движется назад.

Другие же режимы роботизированной коробки имеют свое обозначение:

  • «А/М» или «Е/М» — движение вперед. Этот режим соответствует режиму «D» автоматической коробки, то есть автомобиль движется вперед, а КПП производит переключение передач. В режиме «М» выполняется ручное управление. Переводом селектора в определенный паз выбирается необходимый режим;
  • « », «-» — переключатель передач. Кратковременные переводы селектора в сторону « » или «-» обеспечивают переключение передачи при ручном режиме управления «М».

Требуется ли прогрев коробки?

Вроде все просто, и ничего сложного в управлении такой коробки нет – достаточно перевести селектор в нужное положение, и начать движение. И все же следует знать, как управлять коробкой робот, чтобы она работала без проблем.

Начнем с интересного вопроса – нужно ли прогревать КПП перед началом движения зимой? Для автоматической коробки в зимний период прогрев обязателен и выполняется он кратковременным переводом селектора во все положения.

Роботизированная коробка, по сути, механическая и не требует прогрева. И все же зимой перед началом движения прогреть РКПП следует, хотя это не совсем прогрев. Во время стоянки масло в коробке стекает вниз и из-за мороза загустевает. Поэтому рекомендуется зимой после запуска мотора дать время, чтобы масло скорее не прогрелось, а просто растеклось по элементам коробки, снижая между ними трение.

Начало движения на подъем, его преодоление, спуск

Многие автомобили с РКПП не оборудованы системой помощи старта на подъем, поэтому правильно начинать движение нужно научиться самому водителю. При старте на подъем с роботизированной коробкой необходимо поступать, как и с «механикой». Для начала движения селектор переводится в режим «А», плавно нажимается акселератор и одновременно авто снимается с ручника.

При начале движения на подъем в зимний период лучше использовать ручной режим, при этом устанавливать первую передачу. Сильно газовать не стоит, чтобы не было пробуксовки колес.

При движении на подъем при выбранном автоматическом режиме коробка самостоятельно начнет переходить на пониженные передачи, что является вполне логичным, ведь при повышенных оборотах преодолеть подъем легче. Такая КПП оснащена гироскопом, который определяет положение автомобиля, и если датчик показывает подъем, то коробка буде работать соответственно.

При спуске же никаких действий от водителя не требуется. Достаточно перевести селектор в положение «А», и снять ручник. При этом авто будет производить торможение мотором.

Остановка, парковка

И третий немаловажный вопрос – правильность парковки и остановки. После полной остановки авто, селектор необходимо перевести в нейтраль «N», поставить на ручник и после заглушить двигатель. При кратковременных остановках перевод селектора в нейтраль необязателен, вполне можно оставаться и на режиме «А».

Другие режимы

Робот и автомат

Это основные правила, как управлять роботизированной коробкой. Но есть и другие особенности, к примеру, некоторые РКПП имеют дополненные режимы – спорт и зимний, так называемая «снежинка».

«Снежинка» направлена на то, чтобы как можно плавнее и без пробуксовок начать движение на обледенелой дороге. Все что она делает, это обеспечивает начало движения сразу со второй передачи и более плавные переходы на повышенные передачи.

Режим «спорт» производит переход на повышенные передачи при больших оборотах, чем в обычном режиме. Это позволяет быстрее ускоряться. То есть, если при обычном режиме переход на 2 передачу выполнялся, к примеру, при 2500 об/мин, то в режиме «спорт» этот переход будет осуществляться при 3000 об/мин.

Теперь о возможности перехода из автоматического режима в ручной и обратно во время движения. Роботизированная коробка без проблем позволяет это делать. Также позволяется самостоятельно понижать или повышать передачу для изменения скорости движения. Но стоит учитывать, что полностью управление коробкой электронный блок не передаст, он будет постоянно контролировать работу.

Поэтому если водителю вздумается перейти, к примеру, на две передачи вниз, то электронный блок сделать это даст, но при этом проконтролирует обороты двигателя и если они не будут соответствовать выбранной передачи, электроника самостоятельно выполнит переход на допустимую передачу – сработает так называемая «защита от дурака».

Здесь все просто – электронный блок запрограммирован так, что каждой передаче соответствует определенный диапазон оборотов двигателя. И если выбранная вручную передача соответствует своему диапазону, то коробка выполнит переключение, а если нет – включит необходимую скорость.

Полезные советы

Напоследок некоторые рекомендации по эксплуатации и обслуживанию роботизированной коробки.

Такая коробка «не терпит» резких нажатий на педаль газа, поэтому лучше осуществлять движение в спокойном режиме. Даже при необходимости ускориться — лучше жать на акселератор плавно, при этом стоит перейти в ручной режим. А при торможении следует наоборот – переходить в автоматический режим.

Особенностью РКПП является наличие небольших толчков при переключении передач. От них можно избавиться достаточно просто – при переключении передач сбрасывать обороты двигателя, то есть действовать по аналогии с обычной механической коробкой.

Наличие ручного режима позволяет даже выполнять выезд «враскачку» в случае, если авто застряло в сугробе. Но при этом на пользу КПП это не пойдет, так как буксовать на РКПП не рекомендуется, это может привести к декалибровке исполнительных механизмов. Поэтому застрявшее авто все же лучше извлекать с привлечением сторонней помощи.

Обязательно при каждом ТО делать инициализацию и проводить диагностику состояния РКПП, что позволит устранить все неисправности коробки еще на раннем этапе.

Есть и другие мелкие особенности таких коробок, которые зависят от изготовителя. Ими лучше сразу поинтересоваться, чтобы в дальнейшем не возникло недоразумений с эксплуатацией роботизированной коробки.

Как правило, водители, которые ранее эксплуатировали автомобили с классической АКПП, отмечают определенные особенности и отличия простых роботизированных коробок с одним сцеплением.

Данная коробка (однодисковый робот), может «затягивать» включение передач, отличается «задумчивостью» при понижении или повышении передачи и т.п. Также РКПП может работать не совсем корректно при резких нажатиях на акселератор и больше подходит для спокойной езды.

Чтобы резко ускориться, оптимально перейти в ручной режим, а также нажимать на газ плавно, чтобы минимизировать задержки и провалы. Что касается торможения двигателем, данный эффект вполне приемлемо реализован в автоматическом режиме.

Также для РКПП характерны легкие толчки при переключении передач. Все дело в том, что толчок появляется в момент, когда сцепление «смыкается». Избежать таких толчков можно, интуитивно угадывая, когда электроника инициирует переключения, и немного сбрасывая газ перед таким переключением.

Роботизированная коробка передач: плюсы и минусы

Автомобильная промышленность развивается не по дням, а по часам. Если еще пару десятков лет назад не было автоматических коробок передач, и все только ездили на механике, то сейчас ситуация кардинально изменилась. Появились роботизированные коробки передач. Именно о них и пойдет речь в данной статье. Рассмотрим основные преимущества и недостатки, стоимость ремонта и отзывы автомобилистов.

Что такое коробка-робот

Механическая коробка передач, переключающаяся с помощью автоматики, считается роботизированной. Привод передач и сцепления обычно гидравлический или электрический, в зависимости от производителя и класса автомобиля. Собственно, принцип работы самой коробки практически ничем не отличается от классической механики. Суть вся кроется в актуаторах. Именно сервоприводы отвечают за переключение передач во время движения. Актуатор имеет в своем составе электродвигатель с редуктором и исполнительный механизм.

Собственно, ничего сложного нет, но, как подтверждают отзывы, роботизированная коробка передач — это крайне удобно. Не стоит путать ее с автоматической, которая работает несколько иначе.

Об особенностях управления

Первое, на что стоит обратить внимание — отсутствие классического рычага переключения передач, устанавливаемого на механических коробках. Тут уже используется своего рода джойстик, который только задает электронике включение той или иной передачи. За обработку всех цифровых данных отвечает ЭБУ. Ключевое достоинство редуктора такого типа заключается в экономичности и высокой надежности, а также плавности переключения скоростей. Получается, что мы имеем сильные стороны автомата и механики. Кроме того, при покупке нового автомобиля на роботе он будет стоить несколько дешевле, нежели на автомате.

Обычно в конструкции присутствует два сервопривода. Один из них отвечает за включение и выключение сцепления, а второй — за движение шестеренок в коробке. Следовательно, педалей всего 2, как и на АКПП, поэтому ездить на таком авто гораздо проще, чем на механике.

Два типа актуаторов

Стоит обратить внимание на то, что сервоприводы отличаются по принципу действия. Их стоит разделить на две группы:

  • Электропривод — устанавливается даже на бюджетные автомобили. В состав такого актуатора входит электродвигатель, исполнительный механизм и редуктор. Такой сервопривод стоит меньше, а обслуживать его несколько дешевле.
  • Гидравлический привод — более дорогостоящий, устанавливается на авто премиум-сегмента. Принцип действия актуатора заключается в толкании электромагнитными клапанами цилиндров. Плюсы тут налицо — полное отсутствие провалов и быстрое срабатывание. Но в это же время ремонт роботизированных коробок передач с электрогидравлическим приводом обходится на порядок дороже.

Все полученные данные обрабатывает компьютеризированный узел. Он считывает показания с датчиков автомобиля и, исходя из этого, принимает решения.

Первое и второе поколение роботов

Первые роботизированные КП имели одно сцепление. После тестирования такая конструкция показала себя не с лучшей стороны. Было выявлено множество недостатков. Поэтому конструкторы приняли решение сделать сцепление удвоенным. Рассмотрим каждый тип коробки более подробно.

Суть работы коробки с одним сцеплением выглядит следующим образом. На ведущий вал подается вращение от двигателя. Между валом и мотором стоит сцепление. От ведомого вала вращение подается непосредственно на привод колеса. Когда первый сервопривод разъединяет сцепление, то второй перемещает синхронизаторы. В виду бережного отношения электроники к сцеплению в момент разъединения заметен существенный провал.

Путем введения двойного сцепления конструкторы постарались минимизировать провалы во время переключения передач. Принцип действия коробки в этом случае выглядит следующим образом. Оба вала — как ведущий, так и ведомый — имеют сцепление с двигателем. Во время начала движения автомобиля включается первая передача на ведущем валу, и в это же время входит в зацепление ведомый вал со второй передачей. Когда происходит разъединение первой передачи, то тут же включается вторая. Такая коробка называется «преселективной» — предугадывающая выбор.

Роботизированная коробка передач: плюсы и минусы

Основное преимущество заключается в надежности узла. Дело в том, что за основу взяты механические коробки, которые уже давно проверены временем. Да и места роботизированные коробки под капотом занимают намного меньше, что расширяет возможности компоновки для производителя. Автоматы и вариаторы в обслуживании порядком дороже, а последние еще и менее надежны. Работоспособность сцепления мокрого типа выше практически на 30 %. Расход топлива такой же, как и на механике, а масса меньше, нежели у автомата.

Что касается недостатков, то выглядят они следующим образом:

  • Длительная задержка при переключении передач. На некоторых роботах цифра достигает 2 секунд.
  • Применение электрогидропривода приводит к существенному удорожанию конструкции. Поддержание высокого давления тормозной жидкости отнимает часть мощности у двигателя. Поэтому применение гидравлики оправдано на мощных моторах и авто премиум-сегмента.
  • Дороговизна ремонта преселективной роботизированной коробки и отсутствие запасных частей.

Ремонт роботизированной коробки передач

Что касается обслуживания, то, как уже было отмечено выше, автомат обойдется владельцу несколько дороже. Это если не брать во внимание новейшие преселективные коробки. Сама по себе механическая часть достаточно живучая и выдерживает серьезные нагрузки. А вот «сырость» ЭБУ может с легкостью привести к выходу из строя сцепления. А тот же актуатор или другое навесное оборудование стоит достаточно много. Поэтому, приобретая автомобиль, бывший в употреблении, с преселективной коробкой, необходимо тщательно диагностировать ее состояние. В некоторых городах сделать робота будет крайне сложно, ведь найти запасные части быстро получается не всегда. Это касается и толковых специалистов.

Перед покупкой авто на роботе

Стоит собрать как можно больше полезной информации по модели в целом. Желательно пообщаться с владельцами на тематических форумах и узнать сильные и слабые стороны. Немаловажную роль играют потребительские отзывы. По большей степени они положительные, но не всегда. Некоторые роботы недоработаны и вызывают существенные проблемы, которые обычно исчезают после перепрошивки блока управления. Ну а, собственно, саму коробку необходимо тщательно проверять, начиная с ее внешнего вида и заканчивая компьютерной диагностикой на СТО.

Несколько важных моментов

Мы рассмотрели основные минусы роботизированной коробки передач. Как вы видите, далеко не всегда роботизированная коробка может удовлетворить потребности автомобилиста. Дело в том, что некоторые ЭБУ еще не доработаны, а бывает и сама конструкция робота не самая удачная. Гидравлический привод увеличивает комфорт, но стоит дороже. Бюджетные модели автомобилей обычно не оснащаются адаптивными системами. Из-за этого водитель может испытывать определенный дискомфорт в течение некоторого времени.

Но даже несмотря на все недостатки, автоматическая роботизированная коробка передач имеет гораздо больше плюсов, которые выглядят очень убедительно. Низкий расход горючего, высокий уровень надежности и молниеносная реакция — все это позволит наслаждаться ездой на авто. Но чтобы минимизировать различного рода проблемы с роботами, желательно покупать новый автомобиль, где КП проработана максимально хорошо.

Подведем итоги

Прогресс не стоит на месте. Развиваются не только механические и автоматические коробки передач, но и их гибриды. Последние обладают большим количеством сильных сторон, но пока не лишены недостатков. При умеренной езде робот в обслуживании обходится дешевле. Для компоновки навесного оборудования в подкапотном пространстве он более удобен, так как занимает меньше места, да и вес тоже ниже.

Но только качественное обслуживание с использованием оригинальных масел сделает работу такой коробки идеальной. Не стоит пренебрегать рекомендациями завода-изготовителя и затягивать с плановым ТО. При небрежном отношении даже самую неубиваемую механику можно вывести из строя. Ну а если вы живете в небольшом провинциальном городке, то отремонтировать роботизированную коробку преселективного типа будет непросто. Не только потому, что нет мастеров, которые видели это изделие изнутри, но и запчасти придется ждать достаточно долгое время.

Роботы для упаковки и паллетирования

решают болевые точки отрасли

Производительность, качество, трудозатраты и окупаемость — вот что не дает производителям спать по ночам. Не бойся. Роботы готовы. Ловкие манипуляторы с поразительной скоростью и точностью работают на упаковочной линии, в то время как стойкие артикуляторы управляют высокими поддонами с товарами. Нет работы, которая была бы слишком маленькой или слишком большой.

Быстрее, дешевле, лучше


Роботы для упаковки и укладки на поддоны становятся быстрее и экономичнее.Теперь их проще использовать благодаря встроенным элементам управления и интуитивно понятным человеко-машинным интерфейсам. Они умнее благодаря передовым датчикам и программному обеспечению и лучше разбираются в работе с вариациями продуктов.

«Самая большая проблема наших клиентов — возврат инвестиций, — говорит член правления RIA Пит Сквайрс, вице-президент компании Schneider Packaging Equipment Company, Inc. в Брюэртоне, штат Нью-Йорк. «Наши клиенты стремятся максимизировать свою пропускную способность и добиться наибольшей окупаемости. Им нужны надежные системы с меньшим количеством поломок.Им нужно обрабатывать больше SKU, чем когда-либо прежде, и с высокой скоростью переключения».

Schneider Packaging, сертифицированный интегратор роботов RIA, предлагает готовые упаковочные решения для пищевой, фармацевтической, фармацевтической, пластиковой и бумажной промышленности, средств личной гигиены.

«Конечная упаковка — это все, что мы делаем, — говорит Сквайрс. «Использование нами робототехники — это просто расширение того, что нужно нашим клиентам, и мы всегда были сосредоточены на этом.Быть великим интегратором общего назначения не так важно, как быть великим интегратором упаковки. Товар разный, поддоны разные. Это уникальная отрасль».

В этом видеоролике показаны различные способы упаковки и укладки на поддоны.

«Мы видим, что многие клиенты с существующей автоматизацией переходят на робототехнику из-за надежности и адаптивности роботов», — говорит Сквайрс. «Роботы вставляют пакеты или пакеты в картонные коробки так же, как это делает человек, и с повторяемостью.

Легче в использовании
Сквайрс говорит, что компании, плохо знакомые с робототехникой, могут неправильно понимать, насколько простыми должны быть роботы.

«Почти все наше оборудование управляется с помощью ЧМИ Rockwell. (Он отмечает интеграцию средств управления между Rockwell Automation и FANUC Corporation.) Вам не нужно быть программистом роботов или программистом ПЛК, чтобы управлять ими. Большинство повседневных смен продуктов несложны. С точки зрения пользователя, они просто меняют рецепты на ЧМИ.

«В условиях нехватки квалифицированной рабочей силы нашим клиентам действительно помогает, если им не нужен программист роботов для запуска этого оборудования», — добавляет он

.

В этом видеоролике, любезно предоставленном Schneider Packaging, показан работающий HMI для конечной системы укладки на поддоны. Два шарнирных робота с высокой грузоподъемностью сортируют и укладывают на поддоны рожки с мороженым с несколькими артикулами на шесть различных конвейерных линий. Затем челночная система транспортирует готовые поддоны из каждой ячейки на линию упаковки в термоусадочную пленку.

Сложные системы технического зрения, интегрированные в упаковочные линии, также объединяют в роботизированном процессе проверку продукции, функции контроля качества и считывание штрих-кода. В сочетании с видением роботы дельта-типа захватывают рынок упаковочных приложений уже более десяти лет, и на то есть веские причины. Известно, что они достигают 300 подборов в минуту, а при оснащении зрением и отслеживанием конвейера могут выбирать и размещать различные предметы с ошеломляющей точностью.Однако у них есть свои ограничения.

Чистота и отсутствие загрязнений
Улучшение санитарии является растущей проблемой в упаковочной промышленности, особенно в отношении первичной упаковки пищевых продуктов, которая предполагает непосредственный контакт с пищевыми продуктами. Не довольствуясь присоединением к дельта-борьбе, как и многие его коллеги-претенденты, один производитель роботов решил пересмотреть знакомый дизайн с новым поворотом.

«Мы довольно долго сопротивлялись выходу на рынок с роботом-сборщиком, пока не смогли найти альтернативное решение, которое, в конце концов, обеспечивает скорость, которую все хотят, но делает это без каких-либо загрязнений», — говорит Саймон Уиттон, специалист по продуктам. Менеджер по маркетингу Stäubli Corporation в Дункане, Южная Каролина.

«Для упаковки у нас есть TP80 Fast Picker, — говорит Уиттон. «Это полностью закрытый робот, который совершенно уникален в области сбора».

«С закрытой конструкцией это означает, что все воздушные трубы проходят внутри руки», — объясняет он. «Цель этого состоит в том, чтобы дать этому роботу чистую производительность, а не просто производительность. Когда мы исследовали рынок, спрашивая интеграторов и конечных пользователей, какой продукт они хотели бы разработать и какие риски они хотели бы устранить, TP80 стал ответом на это.

Он говорит, что 4-осевой робот имеет рабочую зону, похожую на SCARA, с досягаемостью 800 мм. Он может быть установлен над головой, рядом с конвейером или между двумя конвейерами.

В этом видеоролике показан сборщик Stäubli TP80 Fast Picker в демонстрационной версии упаковки для пищевых продуктов.

«Вы можете тянуться вперед, с правой и левой стороны и, в определенной степени, сзади», — говорит Уиттон. «Мы можем работать до 200 циклов в минуту».

Уиттон, отметивший почти 30-летний юбилей работы в робототехнике и начавший свою карьеру в компании Unimation (позже купленной Stäubli), говорит, что повышенная чистота будет по-прежнему оставаться основным фактором в этом отраслевом сегменте, поскольку все больше робототехники проникает в продукты питания. обработка и упаковка.

«Если у вас есть чистый продукт, отвечающий потребностям отрасли, вы перемещаетесь назад по производственной линии и обрабатываете его на более ранних этапах процесса», — говорит он. «Вам не нужно ждать, пока вещи будут предварительно упакованы, прежде чем вы сможете заняться ими вторично. Вы более применимы в большем количестве приложений. Производители могут по-разному смотреть на то, как они делают определенные вещи. Возможно, производственная линия превращается в остров, а не в непрерывный процесс, потому что вы можете упаковать ее раньше и при этом сохранить целостность среды.

«Это верно для продуктов питания, фармацевтики и даже электроники, где у вас есть чувствительные компоненты», — добавляет он.

Видеонаблюдение и отслеживание конвейера идут рука об руку с упаковкой, поэтому Stäubli предлагает интегрированное решение для зрения и отслеживания конвейера вместе со своим роботом-комплектовщиком. OEM-робот также отвечает еще одной тенденции в мире упаковки.

Интегрированные контроллеры
Стремясь сделать роботов более удобными для пользователя, некоторые OEM-производители роботов интегрируют проприетарные контроллеры роботов с более широко используемыми контроллерами на основе ПЛК.Как упоминалось ранее, Schneider Packaging использует интегрированные элементы управления FANUC и Rockwell, чтобы облегчить новичкам путь к роботизированной автоматизации.

«Мы считаем, что лучший и самый простой способ — использовать оба контроллера, но в высокоинтегрированном решении», — говорит Сквайрс. «Таким образом, пользователям не нужно идти на компромисс в отношении производительности, надежности и простоты использования».

У Stäubli свой подход. «Мы предлагаем продукт под названием Unival, — объясняет Уиттон. «Это позволяет вам подключить управление роботом к вашему контроллеру движения, а затем вы можете работать в своей среде.Некоторые компании, производящие упаковочные машины, хотят включить робота в состав упаковочной машины, чтобы они могли иметь подачу и подачу как часть своего решения. С Unival они могут иметь собственный интерфейс управления, а оператор или программист полностью работают на языке системы управления».

«Люди могут быстро приступить к работе, потому что они уже знакомы с языком поставщика элементов управления», — добавляет Уиттон. «Для создания программы для роботов не требуется специальных знаний VAL3 (собственный язык роботов Stäubli)»,

Расширенный захват
Производители роботов и интеграторы систем упаковки и укладки на поддоны не могут не подчеркнуть важность инструментов на конце руки.EOAT становится все более изощренным. Пользователям требуются более легкие и быстрые исполнительные органы, а также возможность быстрой замены и выполнения нескольких функций с помощью одного инструмента на конце руки.

«Инструменты на конце руки изготавливаются из углеродного волокна из-за его легкого веса, и сейчас существует достаточное количество инструментов, напечатанных на 3D-принтере», — говорит Сквайрс из интегратора роботов Schneider Packaging. «Мы используем готовые устройства смены инструмента, но у нас также есть собственная система быстрой замены. У нас есть много многофункциональных инструментов, которые позволяют собирать и размещать товары, добавлять и удалять разделительные листы, а также добавлять и удалять поддоны.Мы делаем все наши собственные инструменты на конце руки. Мы считаем, что это важная часть любого клиентского проекта».

«Я думаю, что концевая оснастка в целом не получила должного развития в отрасли», — говорит Чарли Данчеон, генеральный директор и соучредитель Grabit Inc. в Санта-Кларе, Калифорния. «Мы разработали этих красивых, гибких роботов, которые стали очень надежными. Но за эти годы с захватами было сделано очень мало. Я думаю, что компаниям пора задуматься о том, чтобы сделать захваты такими же гибкими, как человеческая рука.Это то, что мы пытаемся сделать».

Данчеон имеет в виду гибкое решение его компании для обработки материалов, основанное на технологии электроадгезии. Захваты панелей Grabit, получившие в 2014 году награду Game Changer Award, признаны прорывной технологией, призванной изменить рынки упаковки, укладки на поддоны и конвейеров.

Обработка высоких смесей
Близкие родственники роботов для лазания по стенам, получивших международную известность SRI, захваты панелей Grabit используют ту же «липкую» технологию для захвата множества поверхностей, от стекла, пластика и листового металла до картона и ткани.

Потрите шарик о волосы, а потом посмотрите, как он прилипнет к стене. Это электростатическая сила. Технология Grabit нашла способ использовать эту энергию очень контролируемым образом.

В этом видео показан захват панелей Grabit, установленный на шарнирном роботе, который собирает и укладывает коробки с компьютерными клавиатурами. Обратите внимание, как кажется, что коробки бросают вызов гравитации, когда они движутся вверх по конвейеру, который также обернут с помощью технологии электросклеивания.

«Сила электрогезии зависит от материала, который мы схватываем, и площади поверхности, с которой мы соприкасаемся», — объясняет Данчеон.«Коробки, коробки и футляры очень хорошо поддаются электросклеиванию. Кроме того, мы работаем с очень широким спектром продуктов форм-фактора панелей, таких как стеклянные листы, панели дисплеев, портативные устройства, сотовые телефоны и планшеты, композитные листы и ткани для одежды.

«Для больших коробок и ящиков мы можем взять этот захват панели и настроить его в двух параллельных положениях или в L-положении. Мы можем по-разному настроить эти захваты панелей для работы с коробками».

Компания Grabit, основанная в 2011 году, является дочерней компанией некоммерческого независимого исследовательского центра SRI International.Данчеон, лауреат премии Engelberger Robotics Award 2000 года, основал стартап вместе со своим соучредителем, главным техническим директором Grabit Харшей Прахлад. Доктор наук в области аэрокосмической техники, Прахлад был главным изобретателем технологии электроадгезии, запатентованной в рамках программы SRI Robotics Program.

Duncheon говорит, что Grabit в настоящее время отгружает промышленные продукты своих захватов для панелей. Области применения включают работу с тканями, печатными платами и солнечными батареями. Все еще на ранних стадиях прототипа находится еще более захватывающая версия технологии электроадгезии.Grabit называет его захватом Every Pick.

В этом видеоролике показано, как прототип захвата Each Pick с легкостью справляется с коробками, пакетами и банками с газировкой.

Соответствующие захваты
В промышленном использовании электростатической технологии нет ничего нового. Он используется на фабриках с 1980-х годов для электростатических держателей, используемых для транспортировки полупроводниковых пластин между обрабатывающими станциями.

Duncheon говорит, что это «совместимая» технология электроадгезии, которая является совершенно новой и сильно запатентованной.«Это хорошая новость, технология уже проверена. Но что нового в нашей технологии, так это то, что мы напечатали положительные и отрицательные электроды на этой гибкой полимерной поверхности, которая может огибать неровные поверхности, например, завернутый в термоусадочную пленку поднос с безалкогольными напитками».

«Мы придерживаемся всего», — говорит он. «Мы наносим заряд на поверхность, к которой прилипаем, а затем противоположные заряды притягиваются. Чем более проводящие поверхности, тем больше зарядов мы откладываем и, следовательно, тем сильнее сила.

Хотя технология электроадгезии работает при высоких напряжениях, она использует чрезвычайно низкие токи, обычно микроампер. Данчеон говорит, что это очень безопасно.

«На самом деле, наш контроллер по своей конструкции не позволяет току превышать любую силу тока, при которой вы бы это почувствовали».

Он отмечает, что кажущаяся медленной скорость взаимодействия, показанная в предыдущем видео, предназначена только для демонстрационных целей. Точно так же кажущиеся провода, или «сухожилия», как он их называет, были просто грубым средством формирования пальцев вокруг продукта.Они имеют более надежное решение для последующих конструкций.

«У нас есть очень мощный контроллер, который мы разработали вместе с нашим захватом, который позволяет пользователю использовать множество различных профилей, влияющих на быстрое время захвата и отпускания», — говорит Данчеон. «Во многих приложениях мы продемонстрировали способность принимать сигнал за 50 миллисекунд и отпускать за 50 миллисекунд».

Меньше энергопотребления
По словам компании, нынешние и потенциальные пользователи технологии электроадгезии чрезвычайно рады ее снижению энергопотребления.

«Мы работаем на три порядка меньше энергии, чем вакуумный захват», — говорит Данчеон. «У нас тоже бесшумно, легче, нет вакуумных шлангов и насосов. Когда вы обращаетесь с сотовыми телефонами или панелями дисплея, вакуумные присоски обычно оставляют пятна. Мы провели тесты с нашими клиентами, и вы не увидели никаких признаков работы с захватом Grabit».

Он также говорит, что захваты панелей Grabit сравнимы по стоимости с вакуумными захватами.

Глядя за горизонт роботов, Duncheon видит огромный потенциал технологии электроадгезии Grabit на рынке конвейеров. «Мы думаем, что есть много приложений для интеллектуальных конвейеров, которые имеют заряженные зоны и могут удерживать детали на месте, а затем соответствующим образом выпускать их вдоль конвейера. У нас есть конвейерный заказчик, который финансирует разработку».

Паллетирование сверхполезной нагрузки
В то время как потенциально прорывные технологии становятся все более заметными в будущем роботов, мы все еще боремся с исчерпывающим разнообразием продуктов и контейнеров, которые необходимо упаковывать.Роботы все еще относительно новы в этом сегменте. Однако роботы-укладчики на поддоны являются проверенными партнерами в обработке материалов.

«Укладка на поддоны была одним из первых применений роботов, потому что обосновать это довольно просто», — говорит Уиттон из Stäubli. «Они, как правило, представляют собой достаточно тяжелые грузы, которыми трудно управлять, и они достигают значительных высот. Возврат инвестиций достаточно быстрый, поэтому он довольно широко распространен».

Большинство традиционных производителей роботов предлагают роботов для укладки на поддоны.Мы привыкли видеть, как эти проворные манипуляторы укладывают коробки и ящики с продуктами. Работа усложняется, когда изделия громоздкие или тяжелые, а рабочие зоны расположены на большом расстоянии. Именно тогда в игру вступают портальные роботы и роботизированные гусеницы.

«Полезная нагрузка и рабочий диапазон — это два больших преимущества, — говорит Джо Кэмпбелл, вице-президент и руководитель бизнес-подразделения Güdel Inc. в Анн-Арборе, штат Мичиган. Наши более крупные порталы могут обрабатывать полезную нагрузку до 5000 фунтов.Мы много занимаемся обработкой колес и осей локомотивов. Когда коммерческий робот останавливается на полезной нагрузке, может вмешаться большой портал».

«Второй фактор — это необработанный размер, физический след, — продолжает он. «Мы видим это в приложениях в распределительных центрах, где нужно покрыть очень большую площадь. Вы, конечно, не можете сделать это с одним роботом, и нецелесообразно делать это с несколькими роботами на дорожках».

Мега рабочие места
В начале этого года мы исследовали растущее использование роботов в крупных распределительных центрах и других приложениях в этой статье о роботах для обработки материалов в сочетании.

Güdel разрабатывает и производит 1- и 2-осевые системы, которые считаются загрузчиками/разгрузчиками станков. Другие одноосевые системы используются в качестве челноков или индексаторов инструментов или встроены в станки. Портальные роботы Güdel FP имеют 3, 4, 5 или 6 осей в зависимости от конфигурации.

«Думайте о нашем продукте как об одном гигантском конструкторе, — говорит Кэмпбелл. «Мы строим механизмы с числом осей от 1 до x. Во многих случаях наши портальные роботы оснащены несколькими каретками, которые управляются и управляются независимо (обычно с помощью одного контроллера).

Кэмпбелл говорит, что их системы не зависят от средств управления. «Наши клиенты используют ряд контроллеров для управления нашими устройствами, от контроллера робота ABB или ПЛК до специализированного управления движением или ЧПУ от таких компаний, как Siemens и FANUC».

«Если вы посмотрите на портального робота, основная конструкция состоит в том, что у вас есть две параллельные рельсы, а затем через рельсы у вас есть мост. Затем к мосту прикрепляется тележка с осью Z», — объясняет Кэмпбелл.«Два длинных рельса — это X, мост — это Y, а затем у вас есть Z. В порталах хорошо то, что мы можем разместить несколько мостов на заданной паре рельсов. Каждый мост может работать независимо во всей рабочей зоне».

«Есть пара больших преимуществ, и вы видите это, в частности, при укладке на поддоны», — говорит Кэмпбелл. «Во-первых, если у вас есть всплеск в зоне 1, вы можете использовать два козловых моста для работы в этой зоне. Во-вторых, если у вас есть проблемы с обслуживанием на любом отдельном портале.Вы можете вывести его на один из концов в зону обслуживания, а оставшиеся мосты справятся со всей зоной покрытия».

«Вы можете получить меньше пропускной способности, но вы все еще работаете. В традиционной роботизированной ячейке, если робот выходит из строя, все кончено».

В этом видео показаны различные модули с портальными роботами и гусеницами роботов, используемые в различных приложениях, включая укладку автомобильных шин на поддоны, где вы можете увидеть рельсы, мост и каретку оси Z, описанные Кэмпбеллом.

«Мы много делаем в шинной промышленности, — говорит Кэмпбелл. «Шины формуются в формовочном цеху, а затем сортируются по номеру модели и размеру. Сортировочная комната размером с половину футбольного поля заполнена штабелями шин высотой до шести шин. Мы обслуживаем его портальными роботами. Мы берем отдельные шины и кладем их в соответствующий штабель. Когда приходит время отгружать, мы забираем всю стопку».

Большие рабочие конверты
В августе компания Güdel представила свои модули Trackmotion третьего поколения, представляющие собой одноосевые устройства для расширения рабочей зоны робота.Гусеницы, иногда называемые 7-й осью, предлагаются в напольном (TMF) и потолочном (TMO) исполнении. Другие производители называют их RTU или транспортными роботами.

«В мире укладки на поддоны для многокомпонентных и малых объемов вы можете встретить робота-укладчика на дорожке, перемещающегося на 40–60 футов вверх и вниз по линии, строящей несколько поддонов», — говорит Кэмпбелл. «Что касается упаковки, мы начинаем видеть много автоматизации с малым объемом и большим разнообразием, и именно здесь преимуществом является возможность перемещать робота на отдельные станции.

«Один робот на трассе значительно дешевле, чем два робота, два захвата, два контроллера, две системы безопасности и два всего», — добавляет он.

Кэмпбелл говорит, что распространенное заблуждение состоит в том, что следы роботов большие и неуклюжие. Но вряд ли это так. Последнее поколение гусениц Güdel построено с использованием цельной рамы, которая является более жесткой, легкой и имеет меньшую занимаемую площадь, помимо других конструктивных достижений.

«На самом деле, у нас была интересная концепция, предложенная для гибких упаковочных линий, использующих один из наших накладных расходов для перемещения роботов-сборщиков между упаковочными станциями», — говорит он.«На многих из этих заводов не все линии работают каждый день, поэтому большая часть основного оборудования простаивает. Мы обнаруживаем, что можем встроить подвесные и напольные направляющие в приложения, которые раньше просто не поддерживались».

Более высокая окупаемость, меньшая занимаемая площадь
С порталами и гусеницами роботы подходят к продукту. Но в большинстве приложений продукт поступает к роботу. Так обстоит дело с автономными ячейками паллетирования одного интегратора.

«Когда дело доходит до укладки на поддоны, наших клиентов интересует время цикла. Это очень важный фактор», — говорит Нино ЛаДука, вице-президент и генеральный менеджер Tech-Con Automation Incorporated в Берлингтоне, Онтарио, Канада. Сертифицированный интегратор роботов RIA обслуживает автомобильную, фармацевтическую и пищевую промышленность.

По словам ЛаДука, Tech-Con начала разрабатывать линии для укладки на поддоны в 2008-2009 годах, когда из-за рецессии традиционные автомобильные приложения начали замедляться.Они строят сборочные линии на основе поддонов для производителей автомобильных сидений, а также производителей бытовой техники, производящих стиральные, сушильные и посудомоечные машины. Tech-Con также разработала как стандартные, так и индивидуальные решения для укладки на поддоны для пищевой промышленности и производства напитков.

Он говорит, что анализ окупаемости в пищевой промышленности и производстве напитков не такой, как в автомобилестроении.

«В автомобилестроении заработная плата и накладные расходы могут быть выше, чем в производстве продуктов питания и напитков, поэтому анализ окупаемости в приложении для укладки на поддоны занимает больше времени.Для укладки на поддоны клиенты продуктов питания и напитков действительно ищут определенное время цикла и бюджет, а также меньшую занимаемую площадь».

Автономные ячейки для укладки на поддоны решают эти проблемы с бюджетом и занимаемой площадью.

«Мы строим ячейки для укладки на поддоны, где вы можете перемещать их по складу», — говорит ЛаДука. «Вы почти можете поднять его вилочным погрузчиком и переместить. Его очень легко развернуть».

Согласно Tech-Con, автономные ячейки для укладки на поддоны уменьшают необходимость индивидуального проектирования каждой ячейки, что сокращает время доставки.Они также сокращают расходы благодаря модульным, масштабируемым решениям, которые подходят для большинства потребностей паллетирования.

Многие участники RIA демонстрируют свои новейшие технологии на выставке PACK EXPO International в Чикаго 2–5 ноября 2014 г. Посетите страницу новостей RIA, чтобы ознакомиться с ними.

Члены RIA, указанные в этой статье:
Grabit Inc.
Güdel Inc.
Schneider Packaging Equipment Company, Inc.
Stäubli Corporation
Tech-Con Automation Incorporated

Типы промышленных роботов и их различные применения

Откройте для себя множество типов промышленных роботов и их уникальные возможности.Получите четкое представление о каждом типе использования и приложений роботов уже сегодня.

Как решить, какой тип промышленного робота вам подходит?

На рынке так много разных типов роботов — как узнать, какой тип использовать? Как и во многих вопросах проектирования и проектирования, «форма следует за функцией». То есть, какой тип робота нужен, зависит от его предполагаемой функции. Будет ли робот крепиться к полу или другой поверхности или он должен быть мобильным? Сколько единиц товара в час должен обрабатывать робот? Какой максимальный вес должен поднять робот? Если робот закреплен в одном месте, какой размер рабочей зоны? Рабочая оболочка прямоугольная или круглая? Ответив на эти вопросы, вы быстро сузите свой выбор и сможете выбрать идеальный тип промышленного робота для ваших целей.

В этой статье мы рассмотрим различные типы роботов, их сильные и слабые стороны, а также то, как определить, для чего их использовать.

Содержание этой статьи

 

Стационарные роботы (манипуляторы)

На рынке доступно семь основных типов стационарных роботов. Под стационарными мы подразумеваем роботов, которые прикручены к полу, потолку или какой-либо другой поверхности — они не мобильны. Как правило, стационарные роботы представляют собой роботизированные руки, предназначенные для таких задач, как сбор и размещение, сортировка, сборка, сварка и отделка.

Здесь мы рассматриваем различные типы манипуляторов, их характеристики и использование.

  • Шарнирно-сочлененные манипуляторы 
  • Декартовы или прямоугольные роботы
  • Роботы SCARA
  • Полярные или сферические роботы
  • Дельта- или параллельные роботы
  • Цилиндрический
  • Коллаборативные роботы/коботы

Шарнирные манипуляторы робота

Преимущества: Самое гибкое движение из всех типов манипуляторов роботов.Может быть довольно мощным, способным поднимать тяжелые предметы.

Недостатки:  Возможно, потребуется ограждение. Медленнее, чем некоторые другие роботы-манипуляторы. Дороже, чем другие роботы-манипуляторы. Нужны более сложные системы управления.

По сравнению с другими типами манипуляторов роботов, движение шарнирного манипулятора больше всего напоминает человеческую руку. Типичная шарнирная рука имеет шесть осей или суставов. Их может быть меньше или больше, в зависимости от приложения и производителя.Чем больше суставов у робота, тем более плавным и менее «роботизированным» становится его движение. Эта гибкость движения описывается степенями свободы.

Типичный шестиосный робот, демонстрирующий различные виды вращения и шарниров, которые определяют количество «степеней свободы».   

 

Интересный факт:  Создатели искусственных рук считают, что человеческая рука имеет 27 степеней свободы. Человеческая рука имеет 7 степеней свободы, в сумме между человеческой рукой и кистью 34 степени свободы.

Воспроизведение всех тонких движений руки и кисти человека было бы слишком дорого и сложно для промышленного робота. Принято считать, что 6 степеней свободы промышленного робота-манипулятора достаточно для выполнения практически любой необходимой задачи.

Робот не сможет играть на пианино, но это и не нужно!

В зависимости от применения манипулятор робота может быть оснащен захватом, роботизированным эквивалентом руки. Обычно захваты роботов намного проще, чем человеческая рука.Иногда они могут быть такими же простыми, как присоска или электромагнит. Или, возможно, мягкий захват с тремя пальцами можно использовать для захвата хрупких предметов, таких как свежие продукты или яйцо. Существует множество различных типов захватов, и еще не найдено ни одного роботизированного захвата, который мог бы выполнять все задачи.

В качестве альтернативы, End of Arm Tooling (EoAT), как его называют, может представлять собой какой-либо инструмент, возможно, вращающийся инструмент, который удерживает сверло, или какое-либо другое сверло для удаления заусенцев, шлифования или фрезерования.Есть много возможностей, в том числе специализированный EoAT для сварки, покраски, шлифования, лазерной резки и многого другого.

Шарнирные роботы очень гибкие, поскольку все их суставы могут вращаться, в отличие от линейных или поступательных суставов, которые могут двигаться только по прямой линии.

Шарнирные роботы используются в таких приложениях, как захват и установка, дуговая сварка, точечная сварка, упаковка, обслуживание машин и погрузочно-разгрузочные работы. Возможность создавать дуги (или аналогичные узоры) в труднодоступных местах делает шарнирных роботов хорошим кандидатом для автомобильной промышленности и других производств, требующих такой способности.

Исторически сложилось так, что большие и мощные роботы с шарнирно-сочлененной рукой, способные поднимать предметы весом в тонну и более, не были оснащены датчиками, которые позволяли бы им осознавать окружающую среду. Если бы на пути такого робота оказался человек, он мог бы серьезно пострадать или даже погибнуть.

В результате такие роботы-манипуляторы должны быть выделены в отдельное пространство. Только квалифицированный персонал, который полностью понимает принцип работы робота, может входить в отгороженное или огражденное пространство, в котором работают такие роботы.

Однако, если шарнирный робот-манипулятор оснащен соответствующими датчиками и управляющим программным обеспечением, он может безопасно работать в присутствии людей. Например, используя компьютерное зрение с камерой или, возможно, датчиком LiDAR, если такой робот чувствует, что что-то стоит на пути его движения, или даже что человек или объект приближается, но еще не находится на пути, робот может замедлиться или остановиться. Другие датчики могут обнаруживать столкновение — если рука натыкается на что-то, она останавливается и/или меняет курс.Обычно шарнирные руки, безопасные для работы рядом с людьми, спроектированы так, чтобы их скорость и сила были ограничены.

Декартовы или прямоугольные роботы

Преимущества: Простая система управления. В зависимости от модели может поднимать очень тяжелые предметы. Точный. Жесткий по всем трем осям. Дешевле, чем сочлененные руки.

Недостатки:  Не может выполнять вращательные движения.

Эти роботы используют декартову систему координат (X, Y и Z) для линейных перемещений по трем осям (вперед и назад, вверх и вниз и из стороны в сторону).Все три сустава являются поступательными, что означает, что движение сустава ограничено движением по прямой линии. Поэтому таких роботов еще называют «линейными».

Декартовский робот (иногда называемый роботом XYZ) работает в соответствии с координатами декартова пространства. Он может двигаться только линейно в трех направлениях.

 

Декартовы роботы

могут использоваться для захвата и размещения, обработки материалов, автоматизации упаковки, хранения и извлечения, резки и сверления и многих других задач.

Они жесткие во всех трех измерениях, что делает их очень точными и воспроизводимыми. Они проще, чем шарнирные роботы-манипуляторы, имеют более простое программное управление и могут быть дешевле в зависимости от области применения.

Портальные роботы — разновидность декартовых роботов

Преимущества: В зависимости от модели может поднимать очень тяжелые предметы. При желании можно сделать очень большой, охватывающей всю длину объекта. Может быть очень рентабельным для правильных приложений.

Недостатки: Не может совершать вращательные движения.

Типичный портальный робот движется по подвесному пути. Такие роботы могут поднимать тяжелые грузы и точно перемещать объекты на относительно большие расстояния, хотя их гибкость ограничена.

 

Декартовы или линейные роботы могут быть сконфигурированы как портальные роботы. Портальные роботы перемещаются по подвесному пути. В зависимости от конструкции портальные роботы могут обрабатывать очень тяжелые грузы и перемещать их быстро и точно.При необходимости их также можно сделать очень большими, покрывая всю площадь объекта. Меньшие портальные роботы могут быть полезны для захвата и размещения и других операций, требующих высокой точности и хорошей жесткости.

Поскольку аспект управления движением линейного робота относительно прост, он часто дешевле, чем другие типы роботов, и может быть очень экономичным решением для многих задач автоматизации.

Рабочая область декартова робота прямоугольная. Добавление вертикального движения означает, что рабочая оболочка имеет форму коробки.

Роботы SCARA

Преимущества:  Отлично подходит для многих сборочных операций. Быстро и точно. Экономически эффективен для сборочных операций.

Недостатки:  Не такие гибкие, как шарнирные рычаги. Не так точно, как картезианское оружие. Не так быстро, как роботы-манипуляторы Delta.

Робот SCARA может вращаться в двух шарнирах и имеет один линейный шарнир. Он «податливый» в горизонтальной плоскости и жесткий (не податливый) в вертикальной.Вот почему в его названии присутствует словосочетание «выборочное соответствие».

 

Роботы

SCARA (робот-манипулятор с селективной сборкой) похожи на декартовых роботов в том, что они двигаются по трем шарнирам или осям. Однако, в отличие от декартовых роботов, два сустава роботов SCARA являются вращательными. Поэтому они способны на более сложные движения, чем декартовы роботы. Как правило, они быстрее и обладают большей гибкостью в движении, но менее точны, чем декартовы роботы.

Интересный факт:   Широкое использование роботов SCARA произвело революцию в производстве мелкой электроники. Благодаря своим небольшим размерам, простоте и конструктивным характеристикам они идеально подходят для этой области применения и доказали свою высокую рентабельность.

Как следует из названия «сборка», манипулятор SCARA был изобретен для сборочных операций. Робот SCARA был создан в 1981 году Хироши Макино из Университета Яманаси в Японии.«Соответствие» в названии относится к определенному количеству «давать». То есть, если толкнуть робота SCARA в горизонтальной плоскости, он немного поддастся — будет двигаться, он не совсем жесткий. Однако в вертикальной плоскости робот SCARA достаточно жесткий, и он не «поддастся», если его толкнуть в этом направлении. Следовательно, он имеет «избирательное» соответствие. Он податлив в горизонтальной плоскости, а не в вертикальной.

Выборочное соответствие весьма полезно при сборочных операциях, когда, например, деталь необходимо вставить в печатную плату.Этот вид сборки часто требует, чтобы деталь вставлялась в отверстие. Центрирование детали в отверстии часто требует небольшого «податливости», чтобы найти центральную точку — немного покачивания или небольшого «податливости». Затем сила вставки, двигающаяся вниз, должна быть твердой и жесткой.

Роботы

SCARA менее жесткие, чем декартовы роботы, а также ограничены в весе, который они могут поднимать, по сравнению с декартовыми роботами, которые могут поднимать довольно тяжелые предметы. Роботы SCARA имеют небольшую площадь основания и обычно используются для приложений, в которых расстояния, которые необходимо перемещать, относительно невелики.У них меньше степеней свободы, чем у шарнирных рычагов. С другой стороны, они имеют высокую степень точности и вполне воспроизводимы. И они дешевле, чем шарнирная рука.

Рабочая оболочка робота SCARA имеет цилиндрическую форму, что также необходимо учитывать при рассмотрении применения. Роботы SCARA, как правило, быстрее, чем шарнирно-сочлененные руки, хотя и не так быстро, как роботы Delta.

 

Полярные или сферические роботы

Преимущества:  Упрощенная система управления по сравнению с шарнирной рукой.Может иметь большой радиус действия. Очень хорошо подходит для многих сварочных работ. Может быть быстрее, чем шарнирная рука.

Недостатки:  Не такой гибкий, как шарнирные манипуляторы роботов. Более старая технология. Часто требуется довольно большая площадь. Не так быстро, как руки Delta.

Полярный робот может вращаться вокруг своего основания и плеча и имеет линейное соединение для выдвижения руки. Полярные роботы имеют сферическую рабочую оболочку.

 

Роботы Polar (иногда называемые сферическими роботами) имеют комбинацию двух вращательных шарниров и одного линейного шарнира.Их конструкция создает рабочее пространство сферической формы.

Интересный факт:  Первый промышленный робот (создан в 1950-х годах) под названием Unimate был сферическим роботом.

Роботы Polar могут использоваться для литья под давлением, окраски, дуговой и точечной сварки. Они могут иметь большую досягаемость при оснащении линейным рычагом подходящего размера.

Роботы Polar представляют собой более старую технологию и могут быть заменены роботами с шарнирно-сочлененной рукой (которые также имеют сферическую рабочую оболочку), хотя в некоторых приложениях полярный робот все еще может быть более рентабельным, чем его альтернативы.

Дельта-роботы

Преимущества: Самая быстрая конструкция манипулятора для захвата и перемещения. Легкий. Точный.

Недостатки:  Ограничено относительно небольшими и легкими объектами. Не подходит для работы с объектами в вертикальной плоскости. Ограниченный охват.

Дельта-роботы

  (также называемые параллельными роботами) имеют три роботизированных руки в форме параллелограмма. Обычно дельта-робот располагается над заготовками на подвесной эстакаде.Поскольку все двигатели находятся на базе, суставы и руки робота очень легкие по сравнению с другими роботами. Робот Delta имеет перевернутую куполообразную рабочую оболочку.

Интересный факт: Робот Delta изначально был разработан для того, чтобы производитель шоколада мог собирать кусочки шоколада и класть их в коробку.

Пример типичного дельта- или параллельного робота. Руки легкие и могут быть очень быстрыми.

Конструкция робота Delta обеспечивает высокую скорость и точность работы.Роботы Delta в основном используются для захвата и размещения товаров. Дополнительные области применения включают дозирование клея, пайку и сборку. Роботы Delta не могут нести тяжелые полезные нагрузки, и это ограничивает типы инструментов End of Arm Tooling (EoAT) и задачи, с которыми они могут справиться.

Гибридные конструкции роботов Delta иногда размещают вращающиеся соединения на концах рук, чтобы увеличить гибкость его движения.

Цилиндрические роботы

Преимущества: Жесткий.Точный. Идеально подходит для приложений, требующих круговой геометрии.

Недостатки: Устаревшая технология. Ограниченная гибкость движений.

Цилиндрический робот имеет два линейных шарнира и один вращательный шарнир.

 

Цилиндрические роботы   имеют по крайней мере один вращающийся шарнир в основании и два линейных шарнира. Эта конструкция приводит к рабочему пространству цилиндрической формы.

Цилиндрические роботы обычно используются в узких рабочих местах, и они идеально подходят для объектов, которые должны иметь круговую симметрию (например,г провода, трубы). При шлифовке, сборке и точечной сварке используются цилиндрические роботы.

Коллаборативные роботы (коботы)

Преимущества: Безопасно работать рядом с людьми. Современные интерфейсы позволяют «обучить» руку робота без написания кода.

Недостатки: Не всегда самый быстрый вид робота-манипулятора. Ограничен в силе и скорости.

Коллаборативные роботы (коботы) обеспечивают взаимодействие человека и робота в безопасной рабочей среде без необходимости в ограждениях или других мерах безопасности, принимаемых в традиционных промышленных роботах.Однако меры безопасности приводят к снижению скорости работы.

Коллаборативные роботы, также известные как коботы, обычно представляют собой шарнирно-сочлененные руки. Они считаются безопасными для работы рядом с людьми. Оперативники могут «обучить» робота-манипулятора, двигая его.

 

Помимо безопасности при работе вместе с людьми, одной из особенностей, которые делают коботов более совместными, является способность оператора обучать робота-манипулятора движениям без необходимости написания программного кода.Оператор берет руку робота и физически перемещает ее в нужном направлении. Затем рука робота может повторить продемонстрированное движение.

Стандартный кобот обычно не предназначен для работы с очень тяжелыми предметами. Это создает ограничение на диапазон продуктов, которыми он может управлять.

Коллаборативные роботы имеют широкий спектр применений, таких как обслуживание машин, захват и размещение, сборка, дуговая сварка, но, как правило, они не подходят для тяжелых условий эксплуатации или задач с очень высокой скоростью.

 

Автономные мобильные роботы

 

AMR или автономные мобильные роботы представляют собой быстрорастущий сегмент рынка промышленных роботов. Они бывают разных форм и размеров, оптимизированных для задач, для которых они предназначены.

Тележки на колесах

AMR в виде тележек или транспортных средств с колесами обычно используются для перевозки товаров на заводе или складе. Они оснащены датчиками, бортовой вычислительной мощностью и электродвигателями, которые позволяют им перемещаться по объекту и создавать его внутреннюю карту.Часто это делается с помощью человека, который следует за AMR, управляя им с помощью дистанционного управления.

После того, как внутренняя карта создана, AMR может быть проинструктирован относительно пунктов назначения, к которым он должен двигаться. Ключевой особенностью AMR является то, что они могут самостоятельно («автономно») перемещаться из одного места в другое, избегая препятствий на пути. Если человек, вилочный погрузчик или другой объект преграждают им путь, они могут свернуть, чтобы избежать препятствия, или даже спланировать совершенно новый маршрут к месту назначения.

Автономные возможности AMR делают их очень гибкими по сравнению с конвейерной системой.

AMR в виде колесных тележек могут использоваться индивидуально для перевозки грузов, а также могут использоваться в составе роя или флота роботов. Например, флоты AMR используются Amazon. Amazon использует так называемую конфигурацию «товар к человеку», в которой каждый робот берет целую полку с продуктами и приносит ее человеку на станции сбора заказов. Затем человек берет товар (ы) с полки и кладет его в контейнер для выполнения заказа электронной коммерции.

В последнее время достижения в области компьютерного зрения, искусственного интеллекта и технологий захвата позволили заменить человека на станции сбора на шарнирную роботизированную руку. В этом случае колесная тележка AMR доставляет товары к роботу-манипулятору для совместной работы роботов.

Автономно управляемые транспортные средства (AGV)

AGV обычно представляют собой транспортное средство с колесами, и они представляют собой более старую технологию, чем AMR. У них меньше бортового интеллекта, и, следовательно, они не так автономны, как AMR.У AGV нет возможности составить карту объекта. Вместо этого они полагаются на пути, проложенные для них. Пути определяются проводами, уложенными в пол, или специальной лентой, или другими видами направляющих. Если AGV встречает препятствия на своем пути, он может только остановиться и позвать на помощь.

Однако различия между AGV и AMR становятся все более размытыми. AGV получают больше встроенной вычислительной мощности, и некоторые из них теперь имеют возможность объезжать препятствия на своем пути.

AMR с роботизированными руками

Роботизированная рука может быть установлена ​​на колесной тележке AMR. Это увеличивает гибкость робота и разнообразие задач, которые он может выполнять. Одним из приложений является использование такого робота для обслуживания целого ряда станков. Робот может выгружать готовую деталь и загружать новую заготовку в один станок, а затем двигаться вниз по ряду и повторять операции для ряда станков.

Роботы с ногами

Миллионы людей видели на YouTube видео танцующих роботов, сделанное Boston Dynamics, и поэтому видели двуногих и четвероногих роботов.Одно из промышленных применений роботов с ногами предполагает использование их для доставки посылок. Другой вариант использования — поисково-спасательные операции.

Использование ножек вместо колес имеет определенные преимущества. Ноги позволяют роботу передвигаться по некоторым видам местности, которые тележки с колесами сочтут трудными или невозможными. Ноги позволяют подниматься по лестнице и садиться в транспортное средство и выходить из него легче, чем тележка с колесами.

Сферические AMR Автономные мобильные роботы

в форме сферы имеются в продаже и имеют особые преимущества по сравнению с другими форм-факторами.Компоненты сферической системы AMR запечатаны внутри прочной оболочки. Это позволяет им работать в суровых условиях. Они также могут плавать и путешествовать по воде. Сферические AMR могут быть амфибиями, перемещаясь как по воде, так и по суше.

Двигательная установка сферического АМР чаще всего основана на смещении центра тяжести.

Промышленное применение сферических AMR в основном связано с наблюдением и дистанционным контролем. Оснащенные камерами и средствами связи, они могут передавать видео удаленному оператору.Для агрессивных сред, в которых могут быть токсичные газы или другие опасные условия, сферический AMR может быть идеальным.

Летающие роботы (воздушные дроны)

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) или дроны все чаще используются для различных промышленных целей. Одним из приложений является использование дронов на складах для инвентаризации. Дрон может летать по проходам склада и с помощью компьютерного зрения подсчитывать количество товаров в коробках на полках.

 

В зависимости от конструкции промышленный дрон может быть своего рода автономным мобильным роботом (AMR), поскольку некоторые модели могут автоматически обнаруживать препятствия и избегать их, а также самостоятельно прокладывать путь к месту назначения.Некоторым промышленным дронам можно дать «миссию», которая может состоять в том, чтобы пролететь над добычей полезных ископаемых или над инфраструктурным проектом. Дрон выполняет свою миссию автономно и может записывать видео проекта или делать определенные измерения и записывать их. Такие дроны можно использовать для наблюдения за ходом строительных проектов.

Amazon и другие компании уже ограниченно используют дроны для доставки товаров длительного пользования и продуктов.

Подводные роботы

 

Существует множество роботов, предназначенных для использования под водой.Некоторые подводные роботы спроектированы так, чтобы быть автономными (автономные подводные аппараты — AUV), а некоторые предназначены для дистанционного управления по беспроводной сети или с помощью проводного троса. Некоторые подводные роботы используют гребные винты в качестве двигательной установки, как и подводные лодки. С другой стороны, многие такие роботы имитируют движения живых существ. Одни имитируют движения дельфинов, другие — змей, а третьи двигаются, как рыбы. Такое подражание природе называется «биомимикрия», потому что действие робота имитирует биологических существ.

Подводные роботы

могут использоваться для осмотра морских нефтяных платформ, трубопроводов и научных исследований. Другие приложения включают использование подводных роботов для осмотра дна мостов, осмотра водозаборов плотин гидроэлектростанций и осмотра коралловых рифов.

Полицейские управления используют подводных роботов для видеосъемки дна водоемов в поисках улик. Военные также заинтересованы в подводных роботах. Может ли сонарная система отличить роботизированного «дельфина» от настоящего?

У подводных роботов множество преимуществ.Такие роботы означают, что нет необходимости брать на себя риск и расходы, связанные с водолазами-людьми. Роботы могут оставаться под водой дольше, чем люди. Оснащение подводных роботов датчиками позволяет им измерять и регистрировать почти бесконечное количество и типы свойств

Как найти идеальный тип робота для вашей организации

Перед покупкой робота всегда полезно ознакомиться с тем, что доступно на рынке, и сравнить цены. Выбор правильного робота зависит от ваших потребностей и от того, насколько хорошо поставщик может удовлетворить эти потребности.

HowToRobot предоставляет бесплатную услугу подбора партнеров, предоставляя вам ряд предложений по решениям для роботов (включая диапазоны цен) из крупнейшей в мире базы данных поставщиков роботов (каталог HowToRobot охватывает более 15 000 поставщиков). Это позволяет быстро сравнить варианты и принять обоснованное решение о покупке.

Работает в четыре простых шага:

  1. Опишите свои потребности на нашей платформе (вам нужно полное роботизированное решение, компонент, деталь или услуга?)
  2. Ваш запрос передается поставщикам по всему миру (вы остаетесь анонимным)
  3. Поставщики отправят вам ответы на HowToRobot.com с подходящими решениями, в т.ч. диапазон цен
  4. Общайтесь с поставщиками, чтобы еще больше сузить поиск, пока не найдете наилучший вариант.

Получить котировки роботов здесь

Обратите внимание, что есть беспристрастные эксперты HowToRobot, которые могут помочь вам сориентироваться в этом процессе. Нажмите здесь, чтобы назначить консультацию с экспертом-консультантом.

Руководство по автономным роботам и 8 приложениям AMR

Что такое автономность? Автономия – это способность принимать собственные решения.У людей автономия позволяет нам выполнять самые значимые, не говоря уже о бессмысленных задачах. Это включает в себя такие вещи, как ходьба, разговор, махание руками, открытие дверей, нажатие кнопок и замена лампочек. У роботов автономность действительно ничем не отличается.

Автономные роботы, как и люди, также могут принимать собственные решения, а затем выполнять соответствующие действия. По-настоящему автономный робот — это тот, который может воспринимать свою среду, принимать решения на основе того, что он воспринимает, и/или был запрограммирован на распознавание условий, а затем выполнять движения или манипуляции в этой среде.Что касается мобильности робота, например, эти действия, основанные на принятии решений, включают, помимо прочего, некоторые основные задачи, такие как запуск, остановка и маневрирование вокруг препятствий, которые находятся на их пути.

Но прежде чем обсуждать, что на самом деле делает робота автономным, давайте обсудим одно из самых распространенных сегодня заблуждений, связанных с мобильными роботами.

Секции:

Что такое автономные роботы?

Настоящие автономные роботы — это интеллектуальные машины, которые могут выполнять задачи и работать в окружающей среде независимо, без контроля или вмешательства человека.Этот уровень автономии дает рабочей силе возможность делегировать скучные, опасные или грязные задачи роботу, чтобы они могли уделять больше времени интересным, увлекательным и ценным частям своей работы, для которых они обладают уникальной квалификацией.

 

 

В течение последних 15-20 лет популярное использование робототехники в основном связано с мобильными роботами с дистанционным управлением, оснащенными камерами, которые используются для наблюдения за чем-то недоступным, или с чрезвычайно простыми промышленными приложениями.Например, не только автоматизированные управляемые транспортные средства (AGV) используются для перемещения материалов на фабриках и складах, но и летающие роботы (также известные как дроны) используются для реагирования на стихийные бедствия, а подводные роботы используются для поиска и обнаружения затонувших кораблей в самых глубоких местах. глубины нашего океана. Хотя такое использование роботов доказало свою эффективность на протяжении многих лет, эти примеры никоим образом не представляют собой использование действительно автономных роботов.

Термин «робот» на протяжении многих лет снова и снова использовался чрезмерно усердными маркетологами, которые хотят, чтобы их клиенты думали, что их продукт представляет собой своего рода изощренный искусственный интеллект.Кроме того, истинное определение автономного робота также было чрезмерно упрощено и часто использовалось взаимозаменяемо с тем, что, по сути, представляет собой предварительно запрограммированные машины, не говоря уже об автоматических приводах, таких как роботизированные руки или системы управления движением.

Худший пример (не совсем) автономного робота

Довольно часто классические промышленные машины, которые вы найдете на конвейере производителя автомобилей, постоянно ошибочно называют роботами. На самом деле, несмотря на то, что они представляют собой удивительные инженерные подвиги, они удивительно похожи на фрезерные станки, работающие от числового программного управления (ЧПУ), и вовсе не являются роботами.

В отличие от действительно автономных роботов, эти промышленные машины предварительно запрограммированы на выполнение повторяющихся движений. Они не в состоянии реагировать. Например, что произойдет, если один из этих так называемых роботов, отвечающих за установку запасных шин в багажник автомобиля, попадет в случайную ситуацию, при которой багажник будет закрыт. Знал бы «робот» не устанавливать шину? Возможно нет. Вместо этого эта машина продолжит выполнять запрограммированную задачу и, скорее всего, пробьет шину прямо через крышку багажника.Если бы эта машина была действительно автономным роботом, то она бы знала, что не следует устанавливать шину, основываясь на информации, которую она собрала, воспринимая ситуацию и зная, что багажник на самом деле не открыт.

Почему Roomba — настоящий автономный робот

Чтобы полностью понять автономных мобильных роботов, полезно увидеть их в действии. И одним из самых известных и, возможно, самых плодовитых, действительно автономных роботов на рынке сегодня является Roomba. В то время как Roomba является потребительским продуктом, его возможности и функциональность применимы к промышленному пространству и сделали промышленные AMR гораздо более доступной технологией.

При стоимости всего в несколько сотен долларов Roomba способен принимать решения и действовать на основе того, что он воспринимает в окружающей среде. Его можно поставить в комнате, оставить в покое, и он будет выполнять свою работу без какой-либо помощи или присмотра со стороны человека.
Вместо этого набор датчиков позволяет Roomba воспринимать окружающую среду, принимать решения на основе этих восприятий, а затем предпринимать соответствующие действия. Те же принципы применимы к промышленным роботам — если AMR сталкивается с препятствием (например, с поддоном) во время выполнения заданных задач на полу склада, он обходит проблему и продолжает работу без вмешательства человека.

Проще говоря, автономный робот — это тот, который самостоятельно решает, какое действие ему следует предпринять, на основе полученной информации. Если вы хотите узнать больше об автономных роботах или их бесконечных возможных применениях, свяжитесь с нами сегодня. Если вы не уверены, чем вам может быть полезен автономный мобильный робот, вот 8 отличных примеров:

8 Применение автономных роботов
  1. AMR для логистики

Несмотря на то, что возможности AMR продолжают развиваться, наиболее простым и широко используемым применением этих машин является транспортировка материалов.AMR могут транспортировать заказы через склад или через транспортное средство бесчисленное количество раз в день в непрерывных циклах. Транспорт — это трудоемкая работа, и использование роботов для этих задач — один из самых простых способов высвободить людей для более важной работы без нарушения рабочих процессов.

  1. AMR для электронной коммерции

 

AMR для приложений электронной коммерции могут быть разных форм, от перемещения тележек до мобильных манипуляций и многого другого.Поскольку платформы AMR могут включать в себя несколько аксессуаров, их гибкость делает их идеальными для ряда приложений, даже в рамках конкретных приложений, таких как транспортировка и сортировка. Сегодня мы видим, как AMR используются в таких задачах, как:

  • Выполнение заказа
  • Обработка возвратов
  • Транспортировка и сортировка сырья
  • Сортировка посылок
  • Управление запасами
  1. AMR для складского хранения

Склады и распределительные центры сегодня огромны, площадь некоторых из них превышает 1 миллион квадратных футов.Когда AMR используются на складах, они лучше всего подходят для подъема тяжелых грузов и транспортировки товаров по всему пространству. Постановка задач AMR с базовыми складскими операциями сокращает время, затрачиваемое работниками на поездки по складу, что позволяет им выполнять больше задач с добавленной стоимостью.

Одной из примечательных особенностей AMR является их способность «видеть» и определять местонахождение в открытом пространстве. AMR используют лазеры для сканирования окружающей среды, а их встроенные системы анализируют данные датчиков, что позволяет им видеть препятствия и безопасно перемещаться.Однако на огромных складах отсутствуют стены, столбы и другие фиксированные элементы, необходимые многим AMR для эффективной навигации. Для этой среды требуется AMR с навигационной системой, специально разработанной для складских операций.

Еще одной важной задачей складского хранения и дистрибуции является укладка на поддоны — монотонный, повторяющийся процесс, который хорошо подходит для автоматизации. Чтобы ускорить выполнение этой задачи и предоставить работникам возможность выполнять другую работу, AMR теперь применяются для укладки на поддоны. Благодаря платформам AMR, подъемным плитам и роботизированным манипуляторам укладка на поддоны может быть почти полностью автоматизирована.Роботы-укладчики могут выполнять каждый этап процесса — погрузку, транспортировку и разгрузку — автономно, эффективно и точно.

  1. AMR и мобильные манипуляторы для производства

Универсальность AMR делает их идеальными для постоянно меняющегося и динамичного мира производства. В частности, AMR, которые легко настраиваются и используются работниками существующих заводов, позволяют компаниям любого размера использовать возможности AMR для решения бесконечного множества задач.

 

 

Помимо транспортировки незавершенных деталей и готовой продукции, AMR, интегрированные с такими аксессуарами, как конвейеры или роботы-манипуляторы, могут помочь в производственном процессе. Например, коботы или мобильные манипуляторы — AMR с роботизированными руками — могут сортировать, собирать и упаковывать продукты с дополнительной возможностью динамического перемещения в несколько мест.

Статические конвейеры уже давно используются в поточных линиях, поскольку они помогают ускорить производство и сортировку.Добавление конвейера к AMR означает, что возможности конвейера теперь могут быть гибкими и мобильными. AMR со встроенными конвейерами могут подключаться к стационарным конвейерам для более эффективного перемещения продуктов по всему предприятию.

AMR с приспособлениями, которые могут поднимать грузы и соединяться с тележками. позволяют роботам загружать и выгружать полезные грузы, а в некоторых случаях подключаться к тележкам без вмешательства человека. Эта комбинация транспортировки тележки и погрузки/разгрузки в одном AMR является относительно новой возможностью, но она создаст больше потенциальных приложений для автономных роботов.

  1. AMR для центров обработки данных

Безопасный автономный транспорт является неотъемлемой частью операций в центрах обработки данных и исследовательских центрах, что привело к созданию нового приложения для AMR. Автономные роботы, оснащенные запирающимися ящиками и шкафами, могут использоваться для безопасной транспортировки ценных материалов и обеспечения соблюдения надлежащего протокола цепочки поставок. Это также обеспечивает мгновенное, точное и легкодоступное документирование процесса.

  1. УПП в здравоохранении

По мере того, как возможности и простота использования AMR улучшаются, многие отрасли находят инновационные применения для роботов.Сегодня мы видим, что все больше автономных роботов используется в сфере здравоохранения для решения различных задач.

Прежде всего, AMR — это полезный инструмент для оптимизации транспортировки расходных материалов и лекарств в медицинском учреждении. Это еще более важно в инфекционных отделениях, так как предотвращает частый контакт медсестер с потенциальными загрязнителями, но при этом гарантирует, что пациенты получают надлежащее лечение. Во-вторых, медицинские AMR также могут использоваться в санитарии — роботы могут быть оснащены убивающими вирусы ультрафиолетовыми лампами или обеззараживающими спреями, которые очищают комнату или пространство, не подвергая людей потенциальному вреду.

  1. УПП в биотехнологии

Столкнувшись с быстрорастущим рынком биофармацевтических препаратов, биотехнологические компании должны соблюдать строго регламентированные производственные процессы, которые часто требуют выполнения трудоемких задач. Например, процессы отбора проб и обслуживания клеточных культур являются трудоемкими и требуют постоянного круглосуточного контроля. Автономные мобильные роботы в сочетании с роботами-манипуляторами могут использоваться для контроля ценных входных данных процесса, выполнения задач регулярного мониторинга и безопасного удаления отходов с производственной линии.

Благодаря тому, что AMR выполняют повторяющиеся задачи, работники могут сосредоточиться на важнейших этапах процесса производства биофармацевтических препаратов, таких как отслеживание параметров роста, непрерывное тестирование и внесение необходимых корректировок по ходу разработки.

  1. AMR для исследований и разработок

В исследованиях и разработках AMR используются для минимизации утомительных транспортных задач, связанных с повторяющимися испытаниями или другими техническими требованиями. Кроме того, УПП все чаще становятся частью самих исследований.

Например, одной из горячих областей инноваций является разработка датчиков и роботизированных технологий манипулирования. По мере продвижения этих исследований исследователи ищут способы мобилизации технологии, но у многих организаций нет времени или средств для создания собственных платформ. Благодаря гибкому AMR датчики и манипуляторы, используемые для исследований, могут быть легко интегрированы в мобильную платформу, обеспечивая простую в использовании автономную мобильность для этих развивающихся технологий и экономя компаниям и исследовательским учреждениям значительное время и деньги в процессе разработки.

Важнейшие компоненты автономного робота

Ключевые компоненты автономного действия, упомянутого выше, включают эти три ключевых понятия: восприятие, решение и приведение в действие.

Восприятие:

Для людей восприятие почти полностью осуществляется нашими пятью чувствами. Глаза, уши, кожа, волосы и многие другие биологические механизмы используются для восприятия мира. Для робота восприятие означает датчики. Лазерные сканеры, камеры стереозрения (глаза), датчики удара (кожа и волосы), датчики силы и крутящего момента (напряжение мышц) и даже спектрометры (обоняние) используются в качестве устройств ввода для робота, чтобы помочь ему «видеть» и воспринимать свои ощущения. Окружающая среда.И как с людьми, так и с роботами мы теперь можем думать о других видах ввода информации, таких как бесконечный поток данных из Интернета; на самом деле Интернет вещей можно представить как бесконечное море датчиков с очень длинными проводами, тянущимися к роботам, которые могут их использовать.

 

 

Решение:

Для людей именно наш мозг принимает большинство наших решений; или, в некоторых случаях, наш «кишечник» или даже наша нервная система.Наш мозг принимает решения более высокого уровня, например, куда мы хотим идти. Но иногда наша биология заменяет наш мозг, и наши тела реагируют на вещи еще до того, как наш мозг осознает, что происходит. Эти рефлекторные действия, такие как закрывание век, чтобы остановить летящий кусок мусора, работают быстрее и без разрешения нашего мозга с целью обеспечения нашей безопасности.

Автономные роботы имеют аналогичную структуру принятия решений. «Мозг» робота обычно представляет собой компьютер, и он принимает решения, исходя из того, какова его миссия и какую информацию он получает по пути.Но у роботов также есть способность, похожая на неврологическую систему человека, где их системы безопасности работают быстрее и без разрешения мозга; на самом деле у роботов мозг работает с разрешения системы безопасности. В автономном роботе мы называем эту «нейрологическую» систему встроенной системой; он работает быстрее и с более высокими полномочиями, чем компьютер, который выполняет план миссии и анализирует данные. Именно так робот может принять решение остановиться, если заметит препятствие на своем пути, если обнаружит проблему с самим собой или если на его кнопку экстренной остановки будет нажата кнопка.

 

 

Активация:

У людей есть приводы, называемые мышцами. Они бывают самых разных форм и выполняют всевозможные функции, от захвата чашки кофе до биения нашего сердца и перекачки крови. У роботов тоже могут быть всевозможные приводы, и в основе привода обычно лежит какой-то двигатель. Будь то колесо, линейный привод или гидроцилиндр, всегда есть двигатель, преобразующий энергию в движение.

 

 

Если вы хотите узнать больше об автономных роботах или их бесконечных возможностях, свяжитесь с нами сегодня. Мы хотели бы услышать о вашей работе и обсудить решения, доступные в Waypoint.

Или, если вы готовы приступить к работе, мы предлагаем бесплатное руководство, которое поможет вам начать работу:   13 вопросов, которые необходимо задать перед покупкой робототехнической платформы >>

Контроллер робота — обзор

5.2.1.3 Конструкция промышленных роботов

По сути, промышленный робот состоит из двух элементов — манипулятора (или «руки») и контроллера робота. Контроллер содержит микропроцессорную систему и блоки управления мощностью. Гидравлические и пневматические роботы также имеют соответственно насосный и компрессорный агрегаты. Конкретная геометрия руки обеспечит соответствующую рабочую зону; рука будет приводиться в действие электрическими, гидравлическими или пневматическими средствами; он будет без сервопривода или с сервоуправлением; он будет запрограммирован онлайн, офлайн или и то, и другое; и будет способен перемещаться из точки в точку, из точки в точку по скоординированному пути или по непрерывному пути.Ниже приводится краткое объяснение каждого из этих терминов.

Блок управления Этот блок взаимодействует с внутренними и внешними датчиками робота, блоками привода, периферийным оборудованием, программатором и оператором. Поэтому он обычно способен обрабатывать последовательную и параллельную передачу данных с различной скоростью и при необходимости может выполнять цифро-аналоговое и аналого-цифровое преобразование. Связь с программатором осуществляется через визуальный дисплей и клавиатуру или подвесной пульт обучения.Также будут дисководы для гибких дисков для загрузки и сохранения программ и принтер для распечатки.

Интерпретация программы будет выполняться внутри контроллера. Некоторые роботы могут использовать более одного языка. В этом случае язык и операционная система обычно загружаются с диска в начале сеанса программирования. В устройстве будет достаточно памяти для хранения всех необходимых данных для преобразования координат, расчета траектории, мониторинга и принятия решений.

Блок также будет выполнять функции, необходимые для полного сервоуправления. В некоторых роботах каждая ось имеет собственную микропроцессорную систему, контролируемую «ведущей» системой. Также может быть система, предназначенная для обработки ввода сенсорных данных. Таким образом, в шестиосном роботе может быть восемь интегрированных микропроцессорных систем внутри блока управления.

Управление силовыми агрегатами осуществляется блоком управления. В роботах с электроприводом низковольтные управляющие сигналы отправляются на усилители привода двигателей, по одному на каждую ось, для выработки энергии для двигателей.Сервоуправление поддерживается путем отслеживания обратной связи от внутренних датчиков. В гидравлических системах соленоиды и сервоклапаны также контролируются таким же образом.

Геометрия робота Манипулятор робота состоит из звеньев и шарниров. Суставы, также называемые сочленениями или кинематическими парами, обычно имеют только одну степень свободы. В роботах это означает, что шарнир, вероятно, будет (1) вращательным (т. е. вращение вокруг одной оси), (2) призматическим (т. е. линейным движением вдоль одной оси) или (3) винтовым (т.е. сочетание линейного и вращательного движения вдоль одной оси с поступательным движением, определяемым шагом винта и вращательным перемещением). Другие типы шарниров с более чем одной степенью свободы (например, шаровой шарнир) сложнее контролировать.

Количество и взаимосвязь этих звеньев и соединений определяют подвижность манипулятора робота. Каждому свободному телу в космосе доступно максимум шесть степеней свободы. Для многих промышленных применений (например, дуговой сварки, зачистки и окраски распылением) желательны шесть степеней свободы.Этого можно добиться, имея как минимум шесть соединений. Тем не менее, конструкция робота должна быть тщательно продумана, так как будут «запретные» области, в которые манипулятор робота не сможет проникнуть из-за своих физических ограничений. Кроме того, даже несмотря на то, что у робота может быть большое количество суставов, у него может не быть эквивалентного количества степеней свободы. Например, рука с шестью шарнирами, все оси которых параллельны, будет иметь только три степени свободы.

Обычно манипулятор робота имеет три основные оси, обеспечивающие три степени свободы.Эти оси позволяют роботу позиционировать свой концевой эффектор или захват в любой точке пространства в пределах его рабочей зоны. В дополнение к основным осям также будет одна, две или три дополнительные оси, обычно в форме «запястья» на конце руки. Это позволит роботу ориентировать свой концевой эффектор, который будет закреплен на запястье, относительно любой точки пространства. Как упоминалось ранее, количество требуемых степеней свободы зависит от выполняемой задачи. Например, для заполнения печатной платы потребуется всего четыре степени свободы.Эта операция, по сути, представляет собой тип «взять-и-установить» с одним вертикальным, двумя горизонтальными и одним вращательным движением для ориентации компонента. Однако для дуговой сварки сложного объемного шва (скажем, в месте пересечения двух цилиндров) потребуется робот с полными шестью степенями свободы. Это необходимо для того, чтобы сварочная горелка постоянно находилась в правильном положении в процессе сварки. Действительно, эта конкретная задача может потребовать использования дополнительных осей путем закрепления заготовки на многоосевом рабочем столе, управляемом серводвигателем, движения которого будут интегрированы с движениями робота и будут контролироваться одним и тем же блоком управления.Некоторые типичные конфигурации роботов и рабочие зоны показаны на рис. 5.13.

Рисунок 5.13. Классификация роботов по геометрической конфигурации и рабочей зоне. (Из Mair, G.M., Industrial Robotics , Prentice-Hall, 1988)

Системы привода и управления роботами Многие из первых промышленных роботов имели гидравлический привод. Однако большинство производимых в настоящее время роботов имеют электрическое питание. Предыдущее определение робота подразумевает относительно сложное управление, и это подтверждается тем фактом, что почти все роботы промышленного качества полностью управляются сервоприводом.Роботы без сервоуправления, находящиеся как раз на границе определения между роботами и простыми модулями захвата и размещения, обычно имеют пневматический привод. В некоторых очень легких устройствах и часто в осях ориентации роботов SCARA используются шаговые двигатели без сервопривода.

Электрические роботы обычно приводятся в движение постоянным током. серводвигатели с постоянными магнитами, бесщеточные двигатели или, иногда, шаговые двигатели. Системы с электроприводом относительно чисты и бесшумны по сравнению с гидравлическими машинами. Они легко обслуживаются и ремонтируются и хорошо подходят для электронного управления.Недавние разработки в области использования редкоземельных материалов для постоянных магнитов означают, что отношение мощности к размеру увеличивается, а использование бесщеточных двигателей снижает затраты на техническое обслуживание. Приводы с бесщеточными двигателями также можно использовать в таких областях, как чистые помещения, поскольку количество загрязняющих частиц уменьшается, а также в ситуациях, когда ранее существовала опасность возгорания из-за возможности искрения щеток. Роботы с электрическим приводом, если они не оснащены двигателями с прямым приводом, имеют недостаток, заключающийся в том, что им требуются системы трансмиссии.Это увеличивает стоимость и вес, а также снижает точность из-за люфта шестерни и других нежелательных движений.

Роботы с гидравлическим приводом по-прежнему имеют некоторые преимущества. Например, они имеют очень хорошее отношение мощности к размеру, а гидравлическая сила может быть приложена непосредственно в нужной точке без необходимости использования системы трансмиссии. Гидравлическая жидкость несжимаема, поэтому проблем с люфтом не возникает. Если предположить, что блок питания, содержащий гидравлический насос с электрическим приводом, расположен удаленно, то робот можно использовать в зонах повышенной пожароопасности.Это связано с тем, что на реальном манипуляторе робота будут присутствовать только очень низкие напряжения для целей управления и обратной связи. Из-за их обязательно прочной конструкции из-за высокого гидравлического давления они могут выдерживать более высокие ударные нагрузки, чем другие типы роботов. Однако именно их недостатки привели к снижению их популярности. Шумный силовой агрегат, даже защищенный акустическим глушителем, делает их экологически непривлекательными. Исторически сложилось так, что они, как правило, менее надежны, чем электрические роботы, поскольку возникают утечки, которые загрязняют рабочие зоны и вызывают снижение производительности.Сервоуправление гидравликой не так просто, как электрика, а наличие квалифицированного персонала более ограничено. На вязкость гидравлической жидкости может влиять температура, что может привести к изменениям в работе. Наконец, стоимость не прямо пропорциональна размеру. Меньшие гидравлические роботы, как правило, намного дороже, чем их электрические аналоги.

Роботы с пневматическим приводом являются самым дешевым и наименее сложным типом. Обычно они не управляются сервоприводом, но при необходимости могут выполнять сложные последовательности движений.Они быстрые, простые, надежные и понятны большинству заводских техников и обслуживающего персонала. Они также имеют то преимущество, что они искробезопасны и поэтому могут использоваться во взрывоопасных средах. Основным недостатком пневматических роботов является невозможность точного сервоуправления. Это происходит из-за сжимаемости воздуха, особенно при перемещении более тяжелых грузов. Таким образом, пневматические роботы обычно используются в приложениях с ограниченной последовательностью, легкой нагрузкой и фиксированной скоростью.

%PDF-1.5 % 1 0 объект > эндообъект 4 0 объект (Вступление) эндообъект 5 0 объект > эндообъект 8 0 объект (Литературный обзор) эндообъект 9 0 объект > эндообъект 12 0 объект (Системные Требования) эндообъект 13 0 объект > эндообъект 16 0 объект (Предварительные проекты и улучшения DustyTRON 3.0) эндообъект 17 0 объект > эндообъект 20 0 объект (Развитие дизайна) эндообъект 21 0 объект > эндообъект 24 0 объект (Дизайн 1) эндообъект 25 0 объект > эндообъект 28 0 объект (Дизайн 2) эндообъект 29 0 объект > эндообъект 32 0 объект (Дизайн 3) эндообъект 33 0 объект > эндообъект 36 0 объект (Окончательный дизайн) эндообъект 37 0 объект > эндообъект 40 0 объект (ДастиТРОН 3.0 улучшений) эндообъект 41 0 объект > эндообъект 44 0 объект (улучшения механической команды) эндообъект 45 0 объект > эндообъект 48 0 объект (Улучшения команды схемы) эндообъект 49 0 объект > эндообъект 52 0 объект (улучшения команды программного обеспечения) эндообъект 53 0 объект > эндообъект 56 0 объект (Концептуальные операции) эндообъект 57 0 объект > эндообъект 60 0 объект (системная иерархия) эндообъект 61 0 объект > эндообъект 64 0 объект (Интерфейс робота) эндообъект 65 0 объект > эндообъект 68 0 объект (Управление рисками) эндообъект 69 0 объект > эндообъект 72 0 объект (механическая команда) эндообъект 73 0 объект > эндообъект 76 0 объект (Группа электрических схем) эндообъект 77 0 объект > эндообъект 80 0 объект (Команда программного обеспечения) эндообъект 81 0 объект > эндообъект 84 0 объект (оценка компромиссов) эндообъект 85 0 объект > эндообъект 88 0 объект (Оценка компромисса механической команды) эндообъект 89 0 объект > эндообъект 92 0 объект (Оценка компромисса команды схемы) эндообъект 93 0 объект > эндообъект 96 0 объект (Оценка компромисса команды разработчиков программного обеспечения) эндообъект 97 0 объект > эндообъект 100 0 объект (Проверка требований) эндообъект 101 0 объект > эндообъект 104 0 объект (Функциональные требования) эндообъект 105 0 объект > эндообъект 108 0 объект (Требования к производительности) эндообъект 109 0 объект > эндообъект 112 0 объект (Физические требования) эндообъект 113 0 объект > эндообъект 116 0 объект (Требования безопасности) эндообъект 117 0 объект > эндообъект 120 0 объект (Надежность) эндообъект 121 0 объект > эндообъект 124 0 объект (Сводка результатов конкурса) эндообъект 125 0 объект > эндообъект 128 0 объект (Вывод) эндообъект 129 0 объект > эндообъект 136 0 объект > поток xڕ[IwHWE1ؗ-{:`JDh,_?ED/BfDG$V~y OUdnnW~8~إo٭~_ǍW.

ܼ\IxEyrd_Ju]2\Byn

Поднимите и поместите руку робота и движение, управляемое беспроводным радиомодулем

Робот для захвата и размещения — это робот, который используется для захвата объекта и размещения его в нужном месте. Это может быть цилиндрический робот, обеспечивающий движение по горизонтальной, вертикальной и вращательной осям, сферический робот, обеспечивающий два вращательных и одно линейное движение, шарнирный робот или робот-скара (фиксированные роботы с 3-мя вертикальными осями поворотных рук).


Преимущества

Прежде чем двигаться дальше, давайте рассмотрим несколько причин, по которым предпочтение отдается роботам для захвата и размещения:

  • Они быстрее и могут выполнить работу за считанные секунды по сравнению со своими коллегами-людьми.
  • Они гибкие и имеют соответствующий дизайн.
  • Они точны.
  • Они повышают безопасность рабочей среды и практически никогда не устают.

Детали робота Pick N Place

Pick N Place Robot

Давайте посмотрим, из чего на самом деле состоит робот Pick and Place:

  • Ровер : это основной корпус робота, состоящий из нескольких твердых тел, таких как цилиндр или сфера, шарниры и звенья.Он также известен как манипулятор.
  • Концевой эффектор : это корпус, соединенный с последним шарниром вездехода, который используется для захвата или перемещения объектов. Это может быть аналогия с рукой человека.
  • Актуаторы : Это драйверы робота. Это фактически приводит в действие робота. Это может быть любой двигатель, такой как серводвигатель, шаговый двигатель или пневматический или гидравлический цилиндр.
  • Датчики: Они используются для определения как внутреннего, так и внешнего состояния, чтобы обеспечить бесперебойную работу робота в целом.Датчики включают сенсорные датчики, ИК-датчик и т. д.
  • Контроллер : Он используется для управления исполнительными механизмами на основе обратной связи с датчиком и, таким образом, для управления движением каждого сустава и, в конечном итоге, движением концевого зажима.

Работа базового робота Pick N Place:

Основная функция робота-перекладчика выполняется его суставами. Суставы аналогичны человеческим суставам и используются для соединения двух последовательных твердых тел в роботе. Они могут быть поворотными или линейными.Чтобы добавить сустав к любому звену робота, нам нужно знать о степенях свободы и степенях движения для этой части тела. Степени свободы реализуют линейное и вращательное движение тела, а Степени движения подразумевают число осей, по которым может перемещаться тело.

Простой робот для захвата и размещения

Простой робот для захвата и размещения состоит из двух твердых тел на подвижном основании, соединенных друг с другом поворотным шарниром. Поворотный шарнир — это шарнир, обеспечивающий вращение на 360 градусов вокруг любой из осей.

  • Дно или основание снабжено колесами, обеспечивающими линейное перемещение.
  • Жесткий корпус 1 st закреплен и поддерживает второй жесткий корпус, к которому прилагается концевой эффектор.
  • Жесткий корпус 2 и обеспечивает перемещение по всем 3 осям и имеет 3 степени свободы. Он соединен с корпусом 1 st поворотным шарниром.
  • Концевой эффектор должен обеспечивать все 6 степеней свободы, чтобы достигать всех сторон компонента и занимать положение на любой высоте.

В целом базовый робот для захвата и размещения работает следующим образом:

  • Колеса под основанием помогают перемещать робота в нужное место.
  • Жесткое тело, поддерживающее концевой эффектор, сгибается или выпрямляется, чтобы достичь положения, в котором находится объект.
  • Концевой эффектор захватывает объект сильным захватом и помещает его в нужное положение.

Теперь, когда у нас есть краткое представление о роботе-подборщике, основной вопрос заключается в том, как он на самом деле управляется.

Простым роботом для захвата и размещения можно управлять, контролируя движение его концевого эффектора. Движение может быть с использованием гидравлического движения, то есть с использованием гидравлической жидкости под давлением для привода робота, или с использованием пневматического движения, то есть с использованием сжатого воздуха для создания механического движения. Однако наиболее эффективным способом является использование двигателей для обеспечения необходимого движения. Двигатели должны контролироваться, чтобы обеспечить требуемое движение робота и концевого эффектора.

Рабочий пример управления роботом Pick N Place

Как насчет управления роботом всего несколькими кнопками на клавиатуре? Да, это возможно! Просто нажав нужную кнопку, мы можем передать роботу команду заставить его двигаться в любом направлении для достижения нашей задачи.Более того, это может быть достигнуто с помощью простой беспроводной связи.

Давайте посмотрим, как это работает на самом деле:

Часть преобразователя состоит из клавиатуры, сопряженной с микроконтроллером. Любой номер кнопки в десятичном формате преобразуется микроконтроллером в 4-значный двоичный код, и параллельный вывод на одном из его портов подается на энкодер. Кодер преобразует эти параллельные данные в последовательные данные, которые подаются на передатчик, оснащенный антенной для передачи последовательных данных.

Блок-схема, показывающая передатчик робота Pick N Place

Сторона приемника состоит из декодера, подключенного к микроконтроллеру. Декодер преобразует полученную команду в последовательном формате в параллельную форму и передает эти данные микроконтроллеру. На основе этой команды микроконтроллер отправляет соответствующие входные сигналы драйверам двигателей для управления соответствующими двигателями.

Блок-схема, показывающая приемник робота Pick N Place

Система состоит из двух двигателей, обеспечивающих движение всего робота, и двух других двигателей, обеспечивающих движение руки.Концевой эффектор или захват необходимо контролировать, чтобы оказывать надлежащее давление на объект, чтобы эффективно обращаться с ним, чтобы обеспечить мягкий захват. Это обеспечивается за счет управления двигателями манипулятора с помощью соответствующей команды. Выход двигателей рычагов подключен к резистору 10 Ом/2 Вт, и в момент перегрузки двигателя или заблокированного состояния на резисторе возникает высокое напряжение, что вызывает высокий логический уровень на выходе оптоизолятора и прерывание. на вывод микроконтроллера, подключенный к выходу оптоизолятора через p-np-транзистор, поступает сигнал низкого логического уровня, который останавливает все остальные операции захвата.

Таким образом, с помощью простой радиосвязи мы можем фактически управлять роботом для захвата и размещения.

Практическое применение робота Pick and Place:

  • Применение в обороне : Может использоваться для наблюдения, а также для сбора опасных объектов, таких как бомбы, и их безопасного обезвреживания.
  • Промышленное применение : Эти роботы используются в производстве для захвата необходимых деталей и размещения их в правильном положении для завершения крепления оборудования.Его также можно использовать для размещения предметов на конвейерной ленте, а также для сбора бракованных изделий с конвейерной ленты.
  • Медицинское применение : Эти роботы могут использоваться в различных хирургических операциях, таких как операции по замене суставов, ортопедические и внутренние хирургические операции. Он выполняет операции с большей точностью и аккуратностью.

Помимо этих приложений, эти роботы также могут использоваться в различных других приложениях, подходящих для человечества.

 

Теперь остается вопрос: как далеко тот день, когда роботы полностью облегчат жизнь людям?

 

Принцип работы, устройство и функции подметального робота_RuiPV

С быстрым развитием науки и техники уровень жизни людей продолжает улучшаться, а комфортная и чистая среда обитания привлекает все больше внимания людей. Дома руки не освободить.В настоящее время особенно важны подметальные роботы, посудомоечные и стиральные машины и т. д. Эти небольшие бытовые приборы стали незаменимыми для уборки домашних хозяйств. Сегодня Xiaobian объяснит вам принцип работы и структурные функции подметающего робота.

Принцип:

Корпус подметального робота Это возможное устройство технологии автоматизации, а также пылесос с пылесборником, установите путь управления с фюзеляжем и неоднократно ходите по комнате, например: очистка краев , централизованная очистка, случайная очистка, линейная очистка и очистка других путей, а также дополненные боковыми щетками, вращением центральной основной щетки, тряпками и т. д., эффект очистки усиливается, чтобы завершить эффект антропоморфной домашней уборки.

Структура:

Онтология: Дизайны брендов разных производителей выглядят по-разному.

Аккумуляторы: обычно используются никель-металлогидридные аккумуляторы и некоторые литиевые аккумуляторы, но цена за единицу литиевых аккумуляторов обычно выше. Время зарядки аккумулятора и время использования варьируются от производителя к производителю.

Подставка для подзарядки: может стать местом, где робот-пылесос может вернуться домой и зарядиться самостоятельно.

Пылесборник: В отличие от обычных пылесосов с бумажными мешками, для сбора пыли предусмотрены пылесборники. Грубо делятся на два типа: 1. Центральный пылесборник 2. Размещенный в заднем пылесборнике.

Дистанционное управление: Для управления роботом-пылесосом, им также можно управлять из фюзеляжа.

Функции:

1. Функция уборки

2. Планируемый маршрут уборки

3. Подметание, всасывание и волочение как единое целое

Особенности:

1.Очистка воздуха: встроенный активированный уголь для поглощения вредных веществ в воздухе.

2. Легкий и компактный: легко чистить мертвые углы, которые не могут убрать обычные пылесосы.

3. Низкий уровень шума: менее 50 децибел, процесс уборки помещения бесшумный.

4. Подметание экономит время и усилия, повышает эффективность работы и использование энергии: весь процесс уборки не требует контроля со стороны человека, что снижает рабочую нагрузку на людей, и люди могут использовать сэкономленное время для других важных дел.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.