انواع ربات‌های مفصلی

همان‌طور که در مقاله پیشین گفتیم، ربات‌های مفصلی (بازو) بدون شک بهترین ربات‌ها برای مونتاژ و بسته‌بندی هستند.

SCARA و PUMA پرکاربردترین ربات‌های مفصلی در صنایع برای مونتاژ و بسته‌بندی و همچنین در دانشگاه برای تحقیق و تجزیه و تحلیل هستند. در ادامه در مورد این گونه از ربات‌های مفصلی (SCARA وPUMA ) بیشتر توضیح خواهیم داد.

اسکارا(SCARA)

SCARA مخفف عبارت Selective Compliant Assembly Robot Arm به معنی بازوی ربات مونتاژ سازگاری-انتخابی و همچنین مخفف عبارت Selective Compliant Articulated Robot Arm به معنی بازوی ربات مفصلی سازگاری-انتخابی نیز می‌باشد. این ربات توسط تیمی در دانشگاه یاماناشی ژاپن به سرپرستی پروفسور هیروشی ماکینو ساخته شده است. این ربات، یک ربات مفصلی ساده است که می‌تواند وظایف مونتاژ را به طور دقیق و سریع انجام دهد.

اسکارا در عملیات pick & place در هر خط مونتاژ در صنایع، بسیار ماهر بوده و دارای سرعت و دقت بسیار بالایی است.SCARA کم و بیش شبیه بازوی انسان است. حرکت آن در جهت افقی و عمودی محدود است و نمی‌تواند در امتداد محوری به غیر از محور عمودی بچرخد.

ساختار SCARA

ساختار پایه SCARA، زنجیره‌ای سفت و سخت است که از طریق اتصالات موازیِ چرخشی به هم متصل شده‌اند. محورهای این مفاصل چرخشی همگی عمودی هستند. برخی از SCARA ها دارای حرکت خطی در امتداد محور عمودی در پایه هستند و همچنین می‌توانند حرکت عمودی مچ دست را به عضو انتهایی (بازو) متصل کنند.

ساختار محور موازی SCARA، باعث شده تا این ربات در جهت XYانعطاف‌پذیر وسازگار باشد اما در جهت عمودی یا Z منعطف نباشد. سازگاری-انتخابی بودن ربات SCARA نیز از همین مسئله نشات گرفته است. چنین ساختاری باعث می شود که SCARA در عملیات pick & insert که بیشتر در مونتاژ مدارها و دستگاه های الکترونیکی استفاده می شود ماهر باشد.

Programmable Universal Machine for Assembly - PUMA

PUMA مخفف عبارت Programmable Universal Machine for Assembly به معنای ماشین جهانی قابل برنامه‌ریزی برای مونتاژ می‌باشد. PUMA پرکاربردترین ربات صنعتی در مونتاژ، عملیات جوشکاری و آزمایشگاه‌های دانشگاه است. PUMA توسط Vic Schienman در MIT در اواسط دهه هفتاد طراحی شد و اولین بار توسط Unimation ساخته شد. PUMA بیشتر از SCARA به بازوی انسان شباهت دارد. همچنین این ربات، انعطاف‌پذیری بیشتری نسبت به SCARA دارد، اما دقت این ربات با افزایش انطباق، کاهش می‌یابد. بنابراین، PUMA ترجیحاً در برنامه‌های مونتاژی که به دقت بالایی نیاز ندارند (مانند عملیات جوشکاری و ذخیره سازی) استفاده می‌شود.

ساختار PUMA

PUMA یک ربات مفصلی با زنجیره‌ای از قطعاتی است که از طریق مفاصل چرخشی، مانند SCARA به یکدیگر متصل شده‌اند، اما تفاوت در جهت محورهای مفاصل است. در PUMA همه مفاصل موازی نیستند. مفصل دوم از پایه به مفاصل دیگر عمود است. همین موضوع باعث می شود PUMA در جهت XY و همچنین در جهت Z سازگار باشد. PUMA در همه جهات، دارای شش درجه آزادی است. هر مفصل چرخشی توسط سرووموتورهای DC و شنی همراه آن فعال می‌شود. انعطاف پذیری PUMA باعث می‌شود که بتواند کارهای مختلفی را انجام دهد.

با مطالعه این مقاله و مقاله پیشین درمی‌یابیم که ربات‌های مفصلی کاربردهای بسیار زیادی در صنایع مختلف دارند.