ロボットアーム

ロボットアームは、通常はプログラム可能な機械アームの一種であり、人間の腕と同様の機能を有する。アームは機構の総和であってもよく、より複雑なロボットの一部であってもよい。このようなマニピュレータのリンクは、回転運動(関節運動ロボットなど)または並進運動(直線運動)のいずれかを可能にする関節によって接続される。マニピュレータのリンクは、運動学的連鎖を形成すると考えることができる。マニピュレータのキネマティックチェーンの末端はエンドエフェクタと呼ばれ、人間の手に似ています。

ロボット手
エンドエフェクタまたはロボットハンドは、用途に応じて、溶接、把持、回転などの任意の所望の作業を実行するように設計することができる。例えば、自動車組立ラインのロボットアームは、組立中に溶接や部品の回転や配置などのさまざまな作業を行います。場合によっては、爆弾の軍縮と処分を行うように設計されたロボットのように、人間の手を緊密にエミュレートすることが望まれます。

タイプ
デカルトロボット/ガントリロボット:ピックアンドプレース作業、シーラントの適用、組立作業、工作機械のハンドリング、アーク溶接に使用されます。それは腕に3つの角柱状の関節があり、軸がデカルトコーディネーターと一致するロボットです。
円筒形ロボット:組立作業、工作機械のハンドリング、スポット溶接、ダイキャスト機械のハンドリングに使用されます。軸が円筒座標系を形成するロボットです。
球面ロボット/極座標ロボット工作機械、スポット溶接、ダイキャスト、フェッチングマシン、ガス溶接、アーク溶接のハンドリングに使用されます。軸が極座標系を形成するロボットです。
SCARAロボット:ピックアンドプレース作業、シーラント塗布、組立作業、工作機械のハンドリングに使用されます。このロボットは、平面内でのコンプライアンスを実現する2つの平行回転ジョイントを備えています。
多関節ロボット:組立作業、ダイキャスト、フェッティングマシン、ガス溶接、アーク溶接、スプレー塗装に使用されます。腕に少なくとも3つの回転関節があるロボットです。
パラレルロボット:1つの使用は、コックピットの飛行シミュレータを処理するモバイルプラットフォームです。これは、腕にプリズムまたは回転ジョイントが並んでいるロボットです。
擬人化ロボット:人の手に似た形、すなわち独立した指と親指で形作られています。

注目のロボットアーム
宇宙では、CanadarmまたはSRMSとその後継機Canadarm2とも呼ばれるSpace Shuttleリモートマニピュレータシステムは、多自由度のロボットアームの例です。これらのロボットアームは、エンドエフェクタに取り付けられたカメラおよびセンサを備えた特別に配置されたブームを使用したスペースシャトルの検査、およびスペースシャトルの貨物室からの衛星の配置および回収操作などの様々な作業を行うために使用されてきた。

火星の惑星探検隊の惑星探検隊はまた、ロボットアームを使用しています。

低コストのロボットアーム
2010年の10年間で、安価なロボットアームの可用性が大幅に向上しました。このようなロボットアームは、主に趣味や教育用具として販売されているが、オートサンプラーとしての使用のように、実験室の自動化が提案されている。

関節ロボット
多関節ロボットは、回転関節を有するロボット(例えば、脚式ロボットまたは産業用ロボット)である。多関節型ロボットは、単純な2関節構造から10関節以上の相互作用関節までの範囲に及ぶ可能性があります。それらは、電気モーターを含む様々な手段によって駆動される。

ロボットアームのようないくつかのタイプのロボットは、関節式でも非関節式でもよい。

定義
多関節型ロボット:図を参照してください。多関節ロボットは3つの回転ジョイントをすべて使用して作業空間にアクセスします。通常、ジョイントは「チェーン」内に配置されており、1つのジョイントがチェーン内の別のジョイントをさらにサポートします。

連続経路(Continuous Path):入力またはコマンドが、所望の動作経路に沿ったあらゆる点を指定する制御方式。経路は、マニピュレータジョイントの協調動作によって制御されます。

自由度(DOF):マニピュレータの動作軸の数によって定義されるエンドエフェクタが移動できる独立動作の数。

グリッパ:最後のマニピュレータリンクの自由端に取り付けられた把持または保持用のデバイス。ロボットの手またはエンドエフェクタとも呼ばれます。

ペイロード:最大ペイロードは、定格精度を維持しながら減速してロボットマニピュレータが運ぶ重量の量です。公称荷重は定格精度を維持しながら最大速度で測定されます。これらの評価は、ペイロードのサイズと形状に大きく依存します。

ピックアンドプレイスサイクル:図を参照してください。Pick and place Cycleは、次の動作シーケンスを実行する時間を秒単位で表します。1インチ下に移動し、定格ペイロードを把握します。1インチ上に移動する。12インチを横切って移動する。1インチ下に移動する。ungrasp; 1インチ上に移動する。開始位置に戻ります。

到達距離:ロボットベースの中心から手首の端までの最大水平距離。

精度:図を参照してください。ロボットが達成しようとしているポイントと実際の結果位置の差。絶対精度は、ロボット制御システムによって指示された点とマニピュレータアームによって実際に達成された点との間の差であり、繰返し性は、マニピュレータアームの同じ点を目標とする場合のサイクル間変動である。

再現性:図を参照してください。システムまたは機構が同じ動作を繰り返すか、同じ制御信号で提示されたときに同じポイントを達成する能力。特定のタスクを実行しようとしたときのシステムのサイクルツーサイクルエラー

解決策:図を参照してください。機構の制御システムによって検出または制御されるモーションまたは距離の最小増分。任意のジョイントの分解能は、1回転あたりのエンコーダパルスと駆動比の関数であり、工具の中心点と関節軸の間の距離に依存します。

ロボットプログラム:IBMと互換性のあるパーソナルコンピュータ用のロボット通信プログラム。ターミナルエミュレーションとユーティリティー機能を提供します。このプログラムは、すべてのユーザーメモリとシステムメモリのいくつかをディスクファイルに記録することができます。

Maximum Speed(最大速度):すべてのジョイントが相補的な方向に同時に移動しながら完全に伸長するロボットの先端の複合速度。この速度は理論上の最大値であり、決して特定のアプリケーションのサイクル時間を見積もるために使用すべきではありません。実際のスピードのより良い尺度は、標準的な12インチのピックアンドプレースサイクル時間です。重要なアプリケーションの場合、達成可能なサイクルタイムの最も良い指標は物理シミュレーションです。

サーボ制御:機構の現在位置と所望の出力位置との間の誤差によって決定される駆動信号によって制御される。

Via Point:ロボットのツールが停止することなく通過するポイント。ビアポイントは、障害物を越えて移動するため、または動作の一部についてアームをより低い慣性姿勢にするためにプログラムされる。

ワークエンベロープ:ロボットマニピュレータが到達できる境界を定義する3次元形状。リーチエンベロープとも呼ばれます。