Обзор работы роботизированной коробки передач: характеристики и фото » Авто центр ру
Роботизированная коробка передач – это устройство подобное МКПП, в котором такие функции, как переключение скоростей и отключение сцепления, производятся автоматически. Принцип работы заключается в том, что водитель на дороге и «обстоятельства» движения как бы запускают систему, которая управляет, а всё остальное уже делает коробка.
Такая коробка передач работает очень экономично, надёжно и комфортно. Да и в плюс ко всему, она несколько дешевле, чем обычный автомат. Сейчас практически все марки автомобилей устанавливают именно эту коробку в авто любого класса.
Описание
РКП отличается от своих предшественниц конструкцией. Это обычная МКПП с возможностью управлять передачами и сцеплением. В этом и заключается принцип ее работы. Очень многие марки производителей данных коробок брали за пример обычные механические, как, например, известная Speedshift, созданная на базе АКПП 7G-Tronic.
Там всего лишь заменили гидротрансформатор на усовершенствующие, многодисковые сцепления на основе фрикционов. Коробки-роботы бывают двух типов:
- электрические;
- гидравлические.
Создают такое устройство достаточно известные марки: Митсубиси, Фиат, Форд, Опель, Пежо, Ауди, Рено, БМВ и другие. Управляет такой КПП электронная система. Работает это устройство в 2-ух режимах:
- автомат;
- полуавтомат.
В первом случае, практически вся работа выполняется автоматически (блок управления получает сигналы с входных датчиков и производит алгоритм, который и управляет коробкой). Во втором случае, вы можете вручную переключать скорости на селекторе (секвентальный режим).
Фотогалерея
Ниже вы можете просмотреть, как выглядит коробка-робот и посмотреть на её принцип работы.
Комплектация коробки
Схема работы системы SensoDrive
Схематическое отображение РКПП
Ручка управления КПП
Коробка передач Easytronic
Отзывы
В настоящее время коробка-автомат приобрела большое количество поклонников и немалое количество врагов.
Кто-то «за» неё, кто-то «против». Чтобы в этом разобраться предлагаем прочитать вам самые последние отзывы.
| Положительные | Отрицательные |
| А мне очень нравится, что есть возможность переключать скорости вручную, а всё остальное она делает сама. | Ой, робот лучше не берите, у меня знакомый не так давно купил (Короллу с роботом), теперь работы непочатый край, каждые 10 000 ездит на регулировку. |
| Хорошая штука, к ней просто привыкнуть надо. | Как по мне, обычная механика намного лучше. А робот – это самая ненадёжная коробка. |
| В пробках то, что надо! Очень удобно! | Не переношу робота совсем, выбираю механику. |
| Я никаких минусов в ней не вижу, всё это чушь! Механика – это цирк какой-то. В управлении очень удобная. Оптимальный режим работы двигателя. Можно сказать, исправляет ошибки малоопытного водителя. Машина не дёргается. | Вообще не советую никому брать робот или вариатор. Самые капризные коробки передач. И очень слабые. Хорошо, если до 10 тыс. доедут. |
| Я уже очень долго езжу на роботе. Хорошая вещь. Моё мнение таково, что проблема не в ней, а в наших дорогах. Да, согласен, что сделана она была явно не для наших дорог. Но вы постарайтесь ездить аккуратнее и меньше обгонять. И всё будет хорошо. | Как бы получается, что эта такая же обычная механика, только за ручку дёргает электропривод, а им уже управляет электронный блок. Так вот этот блок расшатается в два счета. Значит, как по мне, лучше обычный гидроавтомат. |
| Очень сильно экономит бензин и вообще все минусы – это лишь особенности. | Я сама не пользуюсь роботом, но отзывы слышала только плохие. Так что лучше брать по классике механику или уже автомат. |
| К этой коробке нужно привыкнуть и будете летать. И в пробках можно наловчиться и на скорости погонять. Сказка! | Очень много минусов! Техника думает за тебя, а желания ваши не всегда совпадают. |
| Отличная! | Большой расход бензина. |
| Максимально подстраивается под водителя, вообще никаких вопросов нет. | Эта коробка абсолютно не подходит для езды в городе. |
| Мне тоже сначала было непривычно после механики, но сейчас очень нравится! | Машину нельзя завести сходу. |
| Не пожалел, что купил. Уже один раз в ремонте побывала. | Очень долго подключается сцепление на старте. |
| Вы сначала определитесь, может проблема в вас, а не в коробке. Вещь класс! | На ней невозможно ездить на высокой скорости! |
| Действительно, эта коробка для более опытных водителей и вообще незачем неучам суваться! | Такая проблемная коробка передач. Мало у кого доживает хотя бы до 50 000 км. |
В этой статье мы рассмотрели принципы работы роботизированной коробки передач, а также благодаря отзывам оценили её возможности и выяснили её минусы и плюсы.
Видео «Роботизированная коробка передач»
Принцип работы роботизированной коробки передач: лучший автомат нашего времени
Трансмиссия
04.01.2017
0 641 3 minutes read
Здравствуйте дорогие читатели! В данной статье мы узнаем что такое роботизированная трансмиссия. Узнаем принцип работы роботизированной коробки передач и ее преимущество перед конкурентами. Так же будет несколько советов, как уберечь столь совершенный агрегат от преждевременной поломки.
Оглавление
- 1 Предпосылки создания автомата на базе механической коробки
- 2 Устройство электроуправляемой механической трансмиссии
- 3 Принцип работы роботизированной коробки передач с двойным сцеплением
- 3.1 Эксплуатация роботизированной коробки с двойным сцеплением
- 4 Недостатки робота-первенца
- 5 Недостатки роботизированной коробки с двойным сцеплением
Предпосылки создания автомата на базе механической коробки
В современном мире все больше и больше электроники проникает в жизнь человека.
Автомобили стали оснащать компьютерами для управления двигателем более 40 лет назад, а сейчас настало время управления трансмиссией.
Классические гидротрансформаторные коробки переключения передач с микропроцессорным управлением стали намного экономичнее своих давних собратьев, но и этого оказалось мало.
Прямая передача крутящего момента (без посредника в виде жидкости) всегда экономичнее, потому что жесткая передача всегда выдает более высокий КПД. Поэтому современные инженеры решили установить на обычную механическую коробку компьютерное управление.
Не скажу, что ранее не было попыток управлять механической коробкой с помощью вакуумных сервоприводов и гидравлических насосов. Но они оказались слишком не надежны, к тому же дорогие в производстве.
И только в настоящее время сошлось в одном месте — надежность гидравлики, механики и возможность с ювелирной точностью задавать режимы работы трансмиссии.
Устройство электроуправляемой механической трансмиссии
Сначала разберем принцип работы роботизированной коробки передач простейшего вида, первых роботов.
Как всё гениально просто, так и здесь, состоит из:
- Сцепление;
- Входного вала;
- Выходного;
- Шестерней;
- Системы управления.
Сцепление необходимо для разъединение двигателя и коробки передач при смене последних. Так как коробка должна менять передачи без подачи мощности к ней. В большинстве случаев это сухое однодисковое сцепление, реже многодисковое в масляной ванне. Тогда оно называется мокрое.
Сцепление передает крутящий момент на входной вал, он жестко связан с шестернями, которые имеют свою пару на выходном валу. Те в свою очередь не закреплены жестко на валу, а крутятся свободно. И как только нам нужна передача, с помощью дополнительного механизма (синхронизатора) блокируется одна из шестерней выходного вала и уже подается тяга на колеса.
Управление осуществляет компьютер, который с помощью приводов включает и выключает сцепление и передачи. Есть два вида систем управление:
- Электромеханические;
- Гидравлические.
Отличаются они тем, что в электромеханических работа по управлению коробкой возложена на электродвигатели. Что дает экономию топлива и относительную простоту устройства. А в гидравлическом, насос постоянно держит давление в системе, компьютер же с помощью клапанов перенаправляет масло к нужной передаче, чтоб активировать ее.
Такая коробка, безусловно, тратит дополнительную энергию на насос, но позволяет довести скорость переключения до нескольких десятков миллисекунд.
Так работает простейший вид роботизированной трансмиссии, но он уже отживает свое и на смену пришла система с двумя сцеплениями.
Принцип работы роботизированной коробки передач с двойным сцеплением
Устройство, которое, грубо говоря, заключается в соединении двух механических коробок. В такой системе передача мощности происходит без потери тяги на колеса. Основное отличие коробки в том, что на каждом из валов находятся только четные или нечетные передачи. При этом всегда второй вал уже готов к переключению на него.
Электронике остается только размокнуть сцепление с настоящей передачей, а со следующей просто сомкнуть. Компьютер чутко отслеживает обороты и скорость машины, безошибочно предугадывает какую следующую передачу включить. Предварительный выбор следующей передачи, именно в таких коробках, называют переселективными.
Эксплуатация роботизированной коробки с двойным сцеплением
Благодаря умной электронике и быстротой работы механизмов, автомобилем с такой коробкой передач управлять одно удовольствие.
Даже именитые спорткары переходят на роботизированные коробки, так как они являются наиболее совершенными в наше время, это лучшее, что может предложить современный автомобильный рынок.
Но это касается только трансмиссии с двумя сцеплениями.
Недостатки робота-первенца
Принцип работы роботизированной коробки передач с одним сцеплением все же не идеален, а если точнее, то просто кошмар автомобилиста.
Она нерасторопна, с долгими задержками и непредсказуемостью работы.
Все это диктует экономия топлива, на которую идут производители при создании таких коробок. Просто при создании таких систем конструкторы к механическим коробкам присоединяют электронную систему управления, которая перестраховывается, бережет сцепление от перегрева в ущерб комфорту. Зато такой фактор как экономия топлива присутствует в полной мере.
Бережного отношения к топливу не лишена также трансмиссии с двумя сцеплениями. Но к этому следует добавить непревзойденное чувство, присутствия тяги всегда. Это сказывается положительно на времени разгона, оно просто нереальное в сравнении с другими автоматическими коробками. Хотя режимы селектора управления схожи с другими автоматами и имеют обозначение PRND.
Недостатки роботизированной коробки с двойным сцеплением
К недостаткам такой системы можно отнести сложность и вытекающий отсюда дорогостоящий ремонт. К тому же ресурс не такой большой как на вариаторах и гидротрансформаторных коробках.
Связано это в первую очередь с тем, что конструкция нова и необходимо время для устранение детских болезней.
Совет как продлить срок службы такого робота: При долгом движении на низких скоростях переходите в ручной режим, и принудительно включайте первую или вторую передачу. А еще при продолжительном стоянии на одном месте (в пробке) переводите селектор в положение нейтраль.
А если говорить по существу, то коробка с двумя сцеплениями дарит море удовольствия водителю. При этом необходимо иметь гарантию на автомобиль и коробку в частности. Ведь любая поломка роботизированной коробки больно бьет по карману.
Вы наверное заметили, что я неравнодушен к такому типу трансмиссии, так ведь есть за что ее любить.
И если вы любите драйв и познавать что-то новенькое об автомобилях подписывайтесь на блог и делитесь с друзьями в социальных сетях ссылками на статьи.
Статьи по теме
Что такое робот Pick and Place и как он работает?
Последнее обновление: Эндрю Лайтстед, 19 апреля 2022 г.
9 минут, проведенных с пользой
Пищевая промышленность и упаковочная промышленность развиваются быстрыми темпами. Чтобы удовлетворить растущие потребности и необходимую эффективность, производители используют робототехнику для выполнения задач, которые в противном случае потребовали бы специального ручного труда.
Роботы для захвата и размещения являются одними из наиболее часто используемых автоматизированных машин на рабочем месте по упаковке пищевых продуктов.
В этой статье вы узнаете все о роботах для захвата и размещения, что они из себя представляют, и даже о различных областях применения и типах этих роботов. Начнем наше исследование прямо сейчас.
Что такое робот Pick and Place?
Роботы Pick and Place позволяют компаниям использовать автоматизированные решения для подъема объектов из одного места и размещения их в других местах.
Простые задачи, такие как подъем предметов или их перемещение, не требуют много мыслительных процессов.
Следовательно, использование людей для выполнения этих задач может быть расточительным, поскольку рабочую силу можно использовать для других задач, требующих более высоких умственных способностей.
Эти повторяющиеся задачи выполняются роботами-подборщиками. Эти роботы часто оснащены датчиками и системами технического зрения для подъема объектов с движущейся конвейерной ленты.
Кто изобрел роботов Pick and Place?
Роботы захвата и размещения, используемые в настоящее время для монотонных задач в пищевой упаковочной промышленности, основаны на роботах Delta. Дельта-роботы были разработаны в начале 1980-х годов исследовательской группой под руководством профессора Реймонда Клавеля из EPFL, Швейцария.
Массовое производство упаковочных роботов началось в 1987, когда швейцарская компания Demaurex приобрела лицензию на создание этих роботов.
В 1999 году компания ABB Flexible Automation выпустила дельта-робот FlexPicker, который изменил правила игры в этой области.
Область роботов для захвата и размещения все еще развивается, и исследователи оптимизируют этих роботов для захвата еще более мелких предметов для компьютерных процессоров или для выполнения повторяющихся задач с более высокой скоростью и точностью.
Как работают роботы Pick and Place?
Существует несколько конструкций роботов для захвата и размещения в зависимости от конкретного применения, для которого они используются. Основной принцип большинства этих конструкций — схожие линии.
Эти роботы обычно устанавливаются на устойчивой стойке и имеют длинную руку, которая может достигать всей рабочей зоны. Конец крепления руки специализирован для типа объектов, которые робот намеревается перемещать.
Эти роботы могут перемещать предметы со стационарной поверхности на неподвижную поверхность, с неподвижной на движущуюся поверхность, перемещаться на неподвижную поверхность и перемещаться на движущуюся поверхность (например, между двумя конвейерными лентами).
На скольких осях может происходить движение традиционного робота «сбори и помести»?
Простые роботы для захвата и размещения, которые поднимают предметы и размещают их в других местах, оснащены манипулятором с 5 осями. Однако также используются 6-осевые роботы-манипуляторы, которые могут поворачивать предметы для изменения их ориентации.
Из каких частей состоит робот-подборщик?
Робот-манипулятор состоит из нескольких специальных частей, таких как:
Инструмент манипулятора робота: Манипулятор, также известный как манипулятор, является продолжением робота с использованием цилиндрических или сферических частей. связи и суставы.
Концевой эффектор: Концевой эффектор — это аксессуар на конце манипулятора, который выполняет требуемую работу, например захват объектов. Концевые эффекторы могут быть спроектированы для выполнения различных функций в зависимости от требований.
Приводы: Приводы создают движение в манипуляторе робота и концевых эффекторах.
Линейные приводы — это в основном любой тип двигателя, такой как серводвигатель, шаговый двигатель или гидравлический цилиндр.
Датчики: Вы можете думать о датчиках как о глазах роботов. Датчики выполняют такие задачи, как определение положения объекта.
Контроллеры: Контроллеры синхронизируют и управляют движением различных приводов робота, тем самым являясь мозгом, обеспечивающим бесперебойную работу робота.
Какие существуют типы роботов для захвата и размещения?
Существует множество различных типов роботов для захвата и размещения, например:
Декартовы роботы:
Декартовы роботы перемещают предметы в нескольких плоскостях, используя координаты X, Y и Z (известные как декартовы координаты).
Роботы быстрого выбора:
Быстрые роботы-подборщики подбирают предметы с очень высокой скоростью, поэтому они используются в приложениях с большими объемами. Эти роботы способны перемещать около 300 предметов в час.
Роботы-манипуляторы:
Роботы-манипуляторы — это самый простой и наиболее распространенный тип роботов для захвата и размещения предметов. Как описано ранее, они используются как 5-осевые и 6-осевые манипуляторы. 6-осевой манипулятор работает аналогично декартовым роботам, но имеет более низкую точность позиционирования по сравнению с дельта-роботами.
Дельта-роботы:
Дельта-роботы могут собирать предметы и размещать их в предопределенных схемах сборки или группах. Эти роботы могут быть оснащены датчиками или системами технического зрения для выбора предметов на основе разных цветов или размеров.
Коллаборативные роботы (Кобот):
Коллаборативные роботы названы так потому, что они работают совместно с людьми. Их цель — направить людей к месту сбора или желаемому месту. Эти роботы могут создать оптимальный маршрут, чтобы минимизировать время транспортировки.
Каковы преимущества робота Pick and Place?
Роботы для захвата и размещения предлагают несколько преимуществ по сравнению с использованием людей для той же цели.
Некоторые из этих преимуществ:
Скорость:
Скорость работы является одной из основных причин в пользу роботов для захвата и размещения. Эти машины могут поднимать множество предметов за то же время, что и человек, чтобы поднять один предмет.
Производительность:
За счет более высокой скорости работы робот-подборщик имеет более высокую производительность, чем человек. Вот почему современные производственные среды могут выпускать большее количество продуктов, чтобы увеличить производительность.
Непрерывное производство:
Людям нужны перерывы, которые могут привести к перебоям в производственной линии. Перебои случаются и при смене рабочих. Однако роботы не требуют перерывов и могут работать круглые сутки.
Консистенция:
Человеческий труд всегда вносит фактор человеческой ошибки. Однако робот для захвата и размещения будет работать на точных математических принципах, поэтому ошибок не будет, а конечным результатом будет последовательная работа.
Безопасность:
Подъем предметов связан с фактором риска падения предмета на человека и причинения травм. Однако у роботов такого риска нет, что обеспечивает более высокую безопасность на рабочем месте.
Возврат инвестиций:
Роботы Pick and Place позволяют компаниям минимизировать эксплуатационные расходы за счет небольших первоначальных инвестиций. Зарплаты и пособий нет. Это приводит к более высокой отдаче от инвестиций в производственные процессы.
Пропускная способность:
Роботы-подборщики обеспечивают более высокую пропускную способность, поскольку они могут перемещать большое количество объектов за заданное время. Как упоминалось ранее, роботы быстрого подбора способны перемещать товары со скоростью 300 штук в час.
Применение роботов Pick and Place
Как и промышленные роботы для упаковки пищевых продуктов, роботы Pick and Place служат для нескольких различных целей. Эти приложения включают:
Сборочные приложения:
В процессах сборки роботы захвата и размещения могут собирать несколько деталей из разных мест и собирать их в одном месте.
Сложная работа в электронной среде выполняется с использованием этих типов роботов для захвата и размещения.
Применение упаковки:
В качестве утилиты по упаковке робот собирает и кладет продукты питания и помещает их в упаковочный контейнер. Чтобы загрузить предметы в упаковочный контейнер, их можно даже забрать с конвейерной ленты.
Приложения для сбора из корзины:
В приложениях для подбора из корзин роботы для захвата и размещения могут забирать определенный предмет из корзины. Эти роботы для захвата и размещения оснащены усовершенствованными системами технического зрения, которые позволяют им точно идентифицировать требуемый элемент, что требуется при сборе мусора.
Инспекция и контроль качества:
Инспекция и контроль качества Роботы-подборщики идентифицируют каждый предмет, чтобы выяснить, соответствует ли он протоколу контроля качества производителя. Если товар выходит из строя, робот может снять его с производственной линии.
Сортировка деталей:
Роботы для сортировки деталей могут сортировать различные объекты на основе их формы или информации, содержащейся на самом объекте. Их можно использовать для разделения посылок или для аналогичных целей.
Медицинское применение:
Роботы для захвата и размещения также находят свое применение в медицинском секторе. Они не только помогают в сортировке медицинского инвентаря, но даже могут помочь в сложных операциях.
Отрасли, использующие роботов для захвата и размещения
Роботы для захвата и размещения используются в различных областях в качестве промышленных роботов. Некоторые из отраслей, в которых используются эти роботы:
Упаковка:
Упаковка является одним из наиболее распространенных типов применения роботов для захвата и размещения. От упаковки пищевых продуктов в упаковочный контейнер до роботов для укладки на поддоны, роботы для захвата и размещения находят широкое применение в пищевой промышленности.
Доставка:
Роботы-подборщики нашли свое применение в качестве роботов-доставщиков, а также в нескольких высокотехнологичных средах по всему миру.
Исследования:
Эти роботы также используются в исследовательских целях при работе с высокочувствительными элементами и соединениями в научной среде.
Электроника:
Роботы-подборщики размещают входящие компоненты на печатных платах электроники, такой как телефоны, телевизоры, компьютеры и т. д. Собираются вместе с помощью роботов-подборщиков для быстрого процесса сборки.
Роботы для укладки на поддоны:
Роботы для захвата и размещения используются в той или иной форме почти во всех отраслях промышленности в качестве роботов для укладки на поддоны для размещения предметов друг на друге для создания стопок (называемых поддонами) предметов.
Как правильно выбрать роботов Pick and Place для вашего бизнеса?
Когда дело доходит до робота для захвата и размещения на вашей производственной линии, вы не можете просто пойти и взять первого попавшегося робота.
Он требует тщательного исследования, основанного на некоторых важных факторах. Вот эти факторы:
Оси:
Количество осей определяет направления, в которых робот может двигаться. Пятиосевой робот может брать и размещать объект в любом месте в пределах одной плоскости, а шестиосевой робот также может перемещать объекты на разные плоскости. Дополнительные оси могут создавать крутящие и поворотные движения для различной ориентации объекта.
Досягаемость:
Досягаемость — это вся рабочая зона, до которой может дотянуться робот. Рабочая среда робота будет определяться масштабом вашего рабочего места. Для большего рассредоточенного рабочего пространства потребуется робот с большей досягаемостью. Для меньшего рабочего пространства достаточно меньшего радиуса действия.
Скорость:
Для работы с большими объемами вам потребуется высокоскоростной робот для захвата и размещения. Если ваши требования к объему не так высоки, вы можете пойти на компромисс со скоростью движения.
Повторяемость:
Повторяемость — это способность робота выбирать и размещать предметы в точно определенном месте. Высокая повторяемость означает лучшую точность позиционирования и является желательным качеством для более плавной работы.
Лучшие роботы для захвата и размещения
Если вам нужен робот для захвата и размещения, который хорошо справляется со всеми факторами, которые мы определили выше, вы можете проверить ассортимент роботов для захвата и размещения PwrPack.
Эти роботы являются лучшими в отрасли машинами, которые не только служат своей цели, но и превосходят ваши ожидания благодаря безупречной конструкции и высокому качеству сборки.
Эти роботы поставляются с бесплатным оптимизированным программным обеспечением, обеспечивающим сверхвысокую скорость работы. Они идеально подходят для упаковки любых пищевых продуктов, будь то высокоскоростная упаковка печенья, кормов для домашних животных, хлебобулочных изделий или любых других применений.
Сколько стоят роботы Pick and Place?
Роботы Pick and Place — это не просто один робот, а правильно интегрированная система, состоящая из конвейерной ленты, передовых систем технического зрения и многого другого. Вся установка дешевле, чем вы могли бы потратить на рабочую силу, и стоит от 40 000 до 50 000 долларов.
Простые роботы для захвата и размещения, не требующие высокотехнологичных средств, таких как передовые технологии технического зрения, могут стоить всего несколько тысяч долларов.
Если вы сравните эти цифры с вашими затратами на рабочую силу и сопутствующими расходами, вы обнаружите, что человеческий аналог стоит вдвое или втрое дороже, что делает роботов для подбора и размещения значительно более дешевыми и эффективными инвестициями.
Заключение
В наши дни, когда производственный процесс происходит на производственной линии, чтобы удовлетворить периоды пикового спроса, ручной сбор изделий уже невозможен.
Любая область, которая замедляет производство, является еще одним узким местом в производственном процессе.
Вот почему в этой среде роботы для захвата и размещения являются не просто возможностью, а необходимостью. Это особенно актуально для индустрии упаковки пищевых продуктов, где действуют дополнительные факторы, такие как загрязнение людьми или сохранение целостности пищевых продуктов.
Ассортимент высокоскоростных роботов PwrPack позволяет компаниям удовлетворять растущий спрос благодаря совершенным возможностям высокотехнологичной автоматизации.
Часто задаваемые вопросы
[/vc_column_text]
Имеет ли робот для захвата и размещения вращательное движение?
Да, роботы для захвата и размещения могут совершать как вращательные, так и линейные движения. Все зависит от количества осей, которые есть у ваших роботов.
Насколько точны роботы для захвата и размещения?
Точность роботов для захвата и размещения может варьироваться от модели к модели. Роботы PwrPack для захвата и размещения являются одними из самых точных машин с очень высокой повторяемостью.
Какова степень свободы робота-подборщика?
Степень свободы (DOF) — это еще один термин для осей робота для захвата и размещения. Он определяет количество направлений, в которых может двигаться манипулятор, будь то линейные направления или направления вращения.
[/vc_column][/vc_row]
Типы промышленных роботов и их различные области 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 представлено 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 и как определить, для чего их использовать.
Содержание этой статьи- Стационарные роботы (манипуляторы)
- Автономные мобильные роботы
- Летающие роботы (воздушные дроны)
- Подводные роботы
- Как найти идеальный тип робота для вашей организации
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 рассмотрим различные типы манипуляторов, их характеристики и способы применения.
- Шарнирные роботизированные руки
- Декартовы или прямоугольные роботы
- Роботы SCARA
- Полярные или сферические роботы
- Дельта- или параллельные роботы
- Портальные роботы
- Цилиндрический
- Коллаборативные роботы/коботы
Преимущества: Наиболее гибкое движение из всех типов манипуляторов роботов.
Может быть довольно мощным, способным поднимать тяжелые предметы.
Недостатки: Возможно, нужно отгородиться. 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 Степени свободы.
Типичный шестиосный робот, демонстрирующий различные виды вращения и соединений, 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 человеческой руки и кисти 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 быть каким-либо инструментом, например, вращающимся инструментом, 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 перемещение, 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 возможности.
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 отслеживать окружающую среду. Если бы на пути такого робота оказался человек, он мог бы серьезно пострадать или даже погибнуть.
В результате такие роботы-манипуляторы необходимо выделить в отдельное пространство. Только квалифицированный персонал, который полностью понимает принцип работы робота, может входить в огражденное стеной или огражденным пространством, 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.
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 перемещается 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 помещения. 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 SCARAПреимущества: 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 в сборе с селективным соответствием) 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 малой электронной промышленности. Благодаря своим небольшим размерам, простоте и конструктивным характеристикам они идеально подходят для этой области применения и доказали свою высокую рентабельность.
Как следует из слова «сборка» в названии, манипулятор SCARA был изобретен для сборочных работ.
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 имеют ограничения по весу, 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: Простая система управления, чем шарнирная рука. 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.
Полярные роботы (иногда называемые сферическими роботами) имеют комбинацию два вращательных шарниров и один линейный шарнир. Их конструкция создает рабочее пространство сферической формы.
Интересный факт: Первый промышленный робот (созданный в 1950-х годах) под названием «Унимайт» 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.
Полярные роботы представляют собой более старую технологию и могут быть заменены роботами с шарнирно-сочлененной рукой (которые также имеют сферическую рабочую оболочку), хотя в некоторых случаях полярный робот все еще может быть более рентабельным, чем его альтернативы.
Преимущества: Самая быстрая конструкция манипуляторов для операций 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 манипулятора 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 дельта-роботов иногда размещают вращающиеся шарниры на концах рук, чтобы увеличить гибкость его движения.
Цилиндрические роботыПреимущества: 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 ограниченном пространстве и идеально подходят для объектов, которые должны иметь круговую симметрию (например, 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 совместной работы с людьми, одной из особенностей, делающих 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.
AMR в виде тележек или колесных транспортных средств 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 создания внутренней карты AMR может быть проинструктирован о пунктах назначения, в которые ему необходимо отправиться. 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 технологии 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 имеют форму транспортного средства с колесами и являются более старой технологией, 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 манипуляторами робота Роботизированный манипулятор можно установить на AMR на колесной тележке. 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.
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 в различных промышленных целях. 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 разновидностью автономного мобильного робота (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 получить обзор того, что доступно на рынке, и сравнить цены.
HowToRobot предоставляет бесплатную услугу поиска 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:
- Опишите свои потребности на нашей платформе (вам нужно комплексное роботизированное решение, компонент, деталь или услуга?)
- Ваш запрос передается поставщикам по всему миру (вы остаетесь анонимным)
- Поставщики отправят вам ответы на HowToRobot.com с соответствующими решениями, в т.ч. диапазон цен
- Общайтесь с поставщиками, чтобы еще больше сузить поиск, пока не найдете наилучший вариант.
Получите предложения по роботам здесь
Обратите внимание, что есть беспристрастные эксперты HowToRobot, которые могут помочь вам сориентироваться в процессе.