Классификация роботов по показателям, определяющим их конструкцию.

Ктаким показателям относятся:

· тип приводов;

· грузоподъемность;

· количество манипуляторов;

· тип и параметры их рабочей зоны;

· подвижность и способ размещения;

· исполнение по назначению.

Приводы,которые используются в манипуляторах и системах передвиже­ния роботов, могут быть электрическими, гидравлическими и пневмати­ческими. Часто их применяют в комбинации. Например, в звеньях мани­пулятора большой грузоподъемности уместен гидравлический привод, а в его захватном устройстве — более простой и маломощный пневматиче­ский привод. Приводы роботов рассмотрены в главе 4.

Грузоподъемность робота— это грузоподъемность его манипуляторов, а для транспортного робота еще и его шасси. Грузоподъемность манипу­лятора определяется массой перемещаемых им объектов и в зависимости от назначения робота может составлять от единиц грамм (сверхлегкие роботы, например, применяемые в микроэлектронной промышленности) до нескольких тысяч килограмм (сверхтяжелые, например, транспортные и космические роботы).

Количество манипуляторову роботов в большинстве случаев ограничено одним. Однако в зависимости от назначения существуют конструкции роботов с 2, 3 и совсем редко 4 манипуляторами. Обычно манипуляторы робота выполняют одинаковыми, но имеются конструкции роботов и с разными манипуляторами. Например, существуют промышленные роботы для обслуживания прессов холодной штамповки с двумя разными манипуляторами: один, основной, для взятия заготовки и установки ее в пресс и другой, упрощенной конструкции, для выполнения более простой операции изъятия готовой детали.

Тип и параметры рабочей зоны манипулятораопределяют область окружающего робот пространства, в пределах которой он может осуществлять манипуляции, не передвигаясь, т. е. при неподвижном основании. Рабочая зона манипулятора — это пространство, в котором может находиться его рабочий орган при всех возможных положениях звеньев манипулятора. Форма рабочей зоны определяется системой координат, в которой осуществляется движение рабочего органа манипулятора, и числом степеней подвижности манипулятора.

Подвижность роботаопределяется наличием или отсутствием у него системы передвижения. В первом случае роботы называют мобильными, а во втором — стационарными. В соответствии с назначением роботов в них применяют системы передвижения практически всех известных на сегодня типов: от наземных (колесных, гусеничных и др.) до предназначенных для передвижения в воде, воздухе и космосе. Специфическим способом передвижения, относящимся к робототехнике, является шагание.

По способу размещениястационарные и мобильные роботы бывают напольными, подвесными (мобильные роботы этого типа обычно перемещаются по поднятому монорельсу) и встраиваемыми в другое оборудование (например, с размещением на станине обслуживаемого им станка).

Исполнение робота по назначению зависит от внешних условий, в которых он должен функционировать. Различают исполнение нормальное, пылезащитное, теплозащитное, влагозащитное, взрывобезопасное и т. д.

Классификация роботов по способу управления.По этому признаку различают роботы с программным, адаптивным и интеллектуальным управлением.

Управление движением по отдельным степеням подвижности может быть непрерывным и дискретным. В последнем случае управление движением осуществляется заданием последовательности точек с остановкой в каждой из них. Простейшим вариантом дискретного управления является цикловое, при котором количество точек позиционирования по каждой степени подвижности минимально — чаще всего ограничено двумя — начальной и конечной.

Классификация роботов по быстродействию и точности движений.Эти параметры взаимосвязаны и характеризуют динамические свойства роботов.

Быстродействие манипулятораопределяется скоростью перемещения его рабочего органа и может быть разбито на 3 диапазона в зависимости от линейной скорости:

· малое — до 0,5 м/с;

· среднее — от 0,5 до 1—3 м/с;

· высокое — при больших скоростях.

Наибольшая скорость манипуляторов современных роботов достигает 10 м/с и выше.

Для значительной части областей применения роботов этот параметр очень важен, так как предопределяет их производительность. Основная трудность при повышении быстродействия связана с известным проти­воречием между быстродействием и точностью.

Точность манипулятора и системы передвижения робота характеризуется погрешностью позиционирования. Чаще всего точность роботов харак­теризуют абсолютной погрешностью. Точность роботов общего приме­нения можно разбить на 3 диапазона в зависимости от линейной по­грешности:

· малая — от 1 мм и более;

· средняя — от 0,1 до 1 мм;

· высокая — при меньшей погрешности.

Наименьшую точность имеют роботы, предназначенные для выполнения наиболее грубых, например, транспортных движений, а наибольшую, микронную — роботы, используемые, например, в электронной про­мышленности.

По сравнению с человеческой рукой существенным недостатком совре­менных роботов пока является снижение точности с увеличением хода манипулятора, в то время как у человека эти параметры в значительной степени развязаны благодаря разделению движений на грубые (быстрые) и точные. См. главу 2.

Рассмотренные ранее параметры роботов относятся к классификацион­ным, т. е. используются при формировании типажа роботов и, соответст­венно, их наименований. Например, названия: легкий пневматический промышленный робот с цикловым управлением для обслуживания прес­сов холодной штамповки, окрасочный гидравлический промышленный робот и т. д.

Параметры, определяющие технический уровень роботов. Кним относят­ся и некоторые из ранее рассмотренных параметров, которые могут иметь количественное выражение, такие, как: быстродействие, точность.

Однако, если при использовании этих параметров для классификации роботов их разбивают, как было показано ранее, на классификационные диапазоны и тип робота определяют по принадлежности значения данного параметра к одному из них, то сравнительную оценку технического уровня роботов производят, исходя из конкретных численных значений параметров. При этом широко применяются различные, основанные на указанных ранее параметрах, комбинированные и относительные показатели. К ним относятся, в частности, удельная грузоподъемность, отнесенная к массе робота, выходная мощность манипулятора (произведение грузоподъемности на скорость перемещения), отнесенная к мощности его приводов; размер рабочей зоны, отнесенный к габаритам робота.

Другими ранее не упоминавшимися параметрами, характеризующими технический уровень роботов, являются число одновременно работающих степеней подвижности, надежность, способы и время программирования.