Was ist ein Robotermanipulator?
Ein Robotermanipulator ist ein roboterarmartiger Mechanismus, mit dem Materialien, Werkzeuge und Teile ohne direkten menschlichen Kontakt manipuliert oder bewegt werden können. Die meisten Robotermanipulatoren sind leichte Geräte, mit denen Menschen sicher mit Objekten in einer Umgebung interagieren können. Manchmal kann ein Material gefährlich oder radioaktiv sein oder es kann sich nur an einem unzugänglichen Ort befinden. Robotermanipulatoren ähneln Roboterarmen und bestehen aus einer Reihe von Segmenten. Sie werden in industriellen Anwendungen eingesetzt, um Aufgaben wie Montage, Schweißen, Oberflächenveredelung und Bohren effektiv auszuführen.
Die segmentierten Arme können Objekte unter menschlicher Kontrolle greifen und verschieben. Jeder kommerzielle Robotermanipulator besteht aus zwei getrennten Elementen - der Steuerung und dem Manipulatorarm. Die meisten dieser Waffen haben sechs Freiheitsgrade und einen proprietären Controller. Die Arme unterscheiden sich in der Art und Weise, wie die verschiedenen Komponenten angeordnet sind, um eine bestimmte Art von Leistung zu liefern. Die Leistung des Manipulators wird anhand von Merkmalen wie Präzision, Nutzlastgewicht und Geschwindigkeit gemessen. Reichweite und Geschicklichkeit werden auch gemessen, wenn Entscheidungen über die Leistung eines Robotermanipulators getroffen werden.
Die Reichweite ist ein Maß dafür, inwieweit der Manipulator den Arbeitsbereich abdeckt. Die Fingerfertigkeit ist eine Eigenschaft der Winkelverschiebung der Gelenke im Arm. Das Nutzlastgewicht wird vom Hersteller angegeben und berücksichtigt auch die Nutzlastkapazität bei unterschiedlichen Reichweiten- und Geschwindigkeitsbedingungen. Die Fähigkeit des Arms, die Bewegung oder die Wiederholbarkeit zu wiederholen, wird gemessen, um eine genaue Vorstellung von der Präzision des Arms zu erhalten. Simulationen und Bewegungstestmethoden werden verwendet, um Leistungsparameter für verschiedene Anwendungen zu verifizieren.
Verschiedene Kombinationen von Gliedern und Gelenken führen zu verschiedenen Arten von Manipulatoren. Die starren Teile, die die Gelenke verbinden, werden als Verbindungen bezeichnet. Die Gelenke ermöglichen es den Gliedern, sich zu bewegen, und sie können entweder linear oder drehbar sein. Lineare mechanische Gelenke erlauben nur eine drehungsfreie Bewegung zwischen benachbarten Gliedern. Drehgelenke ermöglichen jedoch das Drehen der Verbindungsglieder.
Beispielsweise wird der zylinderförmige Robotermanipulator mit linearen Gelenken hergestellt, die mit einem Basisdrehgelenk verbunden sind. Ein kartesischer Roboter oder die Portalkonfiguration besteht aus linearen Gelenken im Arm. Eine polare Konfiguration besteht aus einer Kombination von Linear- und Drehgelenken. Ein gegliederter Robotermanipulator weist dagegen einen Arm auf, dessen Glieder über Drehgelenke verbunden sind.
Grundsätzlich kann man sich den Manipulator als ein Handgelenk vorstellen, das mit einem Arm und einem Körper verbunden ist. Das Handgelenk hat einige kompakte Gelenke und dient zur Orientierung der Teile. Der Arm und der Körper werden verwendet, um die Werkzeuge oder Teile innerhalb des Arbeitsraums zu manipulieren. Letzteres kann auf eine Weise konfiguriert werden, die für verschiedene Arten von Anwendungen geeignet ist.
Viele Manipulatorarme können an fast jeder Oberfläche befestigt werden. Einige Manipulatoren sind bis zu dem Punkt vorgerückt, an dem die Handgelenke mechanische Greiffinger enthalten. Auf diese Weise kann der Robotermanipulator ein Objekt aufnehmen, das so empfindlich ist wie ein Ei. Einige Manipulatoren werden mit fortschrittlicher Software geliefert, mit der sie mühelos mit einem Computer gesteuert oder in andere Systeme integriert werden können.