Проектирование роботов

Любой робот манипулятор, прежде чем он попадет на производство, должен быть спроектирован и изготовлен. Проектирование робота начинается с постановки технической задачи, условия которой должны включать рабочую площадь, количество степеней свободы, способы сопряжения с другим технологическим оборудованием и т.д. Наиболее важными моментом при проектировании робота манипулятора является выбор компоновочно-кинематическая схемы. В большинстве случаев для решения заявленной проблемы используется модель разработанная ранее. Если она не способна выполнять необходимые функции, то тогда говорят о целесообразности проведения модификации существующей модели. И только в том случае, если и такой модели нет, разработка начинается с чистого листа.

Какие задачи, ставит перед собой проектировщик? Проектировщик должен ответить на несколько вопросов: какое число степеней свободы должно быть у манипулятора, какими они должны быть, какова грузоподъемность будущего механизма, с какими ускорениями будут работать отдельные его части, какова площадь рабочей зоны, где будет работать механизм.

Так же важно сразу определиться, какая будет использована система управления роботом. Для проектировщика это важно в первую очередь тем, как располагать подводящие кабели, как устанавливать блоки управления. На втором этапе проектировщик отвечает на вопросы о способе установки робота - будет ли он напольным, или навесным, стационарным или динамическим, и если динамическим, то в каких направлениях будет двигаться, какие ускорения при этом испытывать и нужно ли их компенсировать, и если да, то как.

Наконец, необходимо учесть все возникающие ошибки и погрешности, неточности в позиционировании робота относительно его рабочего положения. А так же систему их нейтрализации. На этом этапе решается вопрос об установке датчиков обратной связи. На последнем этапе конструктор решает прочие эксплуатационные вопросы, например, о ремонтопригодности механизма. Компоновка может быть сколь угодно удачной, однако, если до наименее надежной детали нельзя добраться иначе как разобрав всю конструкцию, то ее нельзя считать практичной.

Так же здесь разработчик оценивает энергопотребление своего механизма, его стоимость и способы монтажа и демонтажа. Описанные выше этапы проектирования будущего робота довольно условны, т.к. в каждом конкретном случае разные параметры робота имеют разную ценность в глазах заказчика. Зачастую отдельные модули робота изготавливаются разными рабочими коллективами. Поэтому важно еще в самом начале разработки новой модели, например сварочного робота манипулятора наладить связь между разными производственными коллективами. В ходе работы важным моментом является унификация и стандартизация производимых модулей и деталей к ним.

Надо понимать, что невозможно добиться полной унификации. Так же невозможно получить робота, полностью соответствующего изначальному проекту. Поэтому работа команды разработчиков не заканчивается после подготовки проекта, она продолжается вплоть до выпуска первых серийных образцов.