Struktura jedne ose robota

Uvod

Ose robota predstavljaju osnovne rotacione ili translacione komponente koje omogućavaju kretanje manipulatora. Svaka osa ima specifičnu strukturu koja omogućava precizno pomeranje i postavljanje alata ili objekata u željenu poziciju.

Primer:

Industrijski roboti obično imaju 4 do 6 osa koje omogućavaju složene pokrete. Struktura jedne ose robota zavisi od tipa robota i njegove primene.

Elementi jedne ose robota

Jedna osa robota sastoji se od sledećih ključnih komponenti:

1. Pogonski sistem

Pogonski sistem je izvor energije koji pokreće osu robota.

• Vrste pogona:

  • Električni (servo motori ili step motori)

  • Hidraulični cilindri

  • Pneumatski aktuatori

Funkcija: Omogućava rotaciono ili translaciono kretanje.
Primer: Servo motor sa reduktorom koristi se za precizno rotaciono kretanje zgloba.

2. Prenosni mehanizam

Prenosni mehanizam prenosi snagu sa pogonskog sistema na mehanički deo ose.

• Vrste prenosa:

  • Zupčanici (često cikloidni ili planetarni reduktori)

  • Lančani prenosi

  • Pojasevi

Funkcija: Omogućava povećanje obrtnog momenta i smanjenje brzine u skladu sa zahtevima aplikacije.

Primer strukture:

• Servo motor povezan na osovinu zgloba preko planetarnog reduktora.

3. Mehanička struktura ose

Mehanička struktura uključuje elemente koji obezbeđuju fizičko kretanje ose.

• Primeri elemenata:

  • Osovina (rotaciona osa)

  • Vodilice (za translaciono kretanje)

  • Ležajevi (za smanjenje trenja i povećanje stabilnosti)

Funkcija: Prenosi sile i obezbeđuje stabilnost pokreta.

Primer strukture:

• Kod robota za zavarivanje, osovina rotira na ležajevima visokog kvaliteta, dok reduktor smanjuje brzinu i povećava moment.

4. Merni sistemi

Merni sistemi se koriste za praćenje položaja, brzine i ubrzanja ose.

• Vrste senzora:

  • Encoderi (inkrementalni i apsolutni): Merenje ugla rotacije.

  • Potenciometri: Merenje položaja.

  • Tenzometri: Merenje sile.

Funkcija: Obavezno za preciznu kontrolu kretanja ose robota.

Primer strukture:

• Apsolutni enkoder montiran na pogonsku osovinu za praćenje položaja ose u svakom trenutku.

5. Kontrolni sistem

Kontrolni sistem upravlja pogonom i osigurava precizno izvođenje pokreta.

• Komponente:

  • Kontroler motora (servo kontroler).

  • PLC ili mikroprocesor za upravljanje algoritmima pokreta.

Funkcija:

• Prerađuje signale iz mernih sistema i daje odgovarajuće komande pogonskom sistemu.

• Obezbeđuje precizno praćenje zadatih putanja.

Primer:

• Servo kontroler koristi podatke sa enkodera da bi podesio brzinu i poziciju ose.

Praktičan primer strukture ose robota

Primer: Industrijski robot FANUC sa 6 osa

• 1. osa: Rotacija baze.

• 2. osa: Vertikalno pomeranje ramena.

• 3. osa: Pomeranje lakta.

• 4-6. ose: Rotacije i orijentacija manipulatora.

Fokus na jednoj osi (npr. osa 3 - lakat):

• Pogon: Servo motor.

• Prenosni mehanizam: Planetarni reduktor.

• Merni sistem: Apsolutni enkoder.

• Mehanička struktura: Osovina sa kugličnim ležajevima.

• Kontrola: Servo kontroler sa PID algoritmom.

Slika: Primer strukture FANUC robota

Prednosti modularne strukture osa

• Jednostavna zamena ili servis komponente.

• Fleksibilnost u dizajnu robota.

• Poboljšanje performansi zamenom ili unapređenjem pojedinačnih elemenata.