Előszó

Az ipari robotok mára az automatizált gyártósorok mindennapos szereplőivé váltak. A hozzájuk kapcsolódó alapfokú ismeretekkel - véleményünk szerint - minden automatizálási szakembernek rendelkeznie kell. Mivel nem tudunk az Interneten elérhető, közérthető tananyagról (főleg magyarul), elhatároztuk egy cikksorozat indítását. A sorozat szándékosan cégfüggetlen, senki által nem szponzorált.

Történelem

A robotok előhírnökei az önműködő szerkezetek (automaták) voltak. Az egyik úttörőnek a francia Vaucanson zenélő babáját nevezhetjük, mely 1700-ban készült. Jóval komolyabb szerkezet volt az "Író fiú", egy svájci órás műve 1772-ből, mely bábu programtárcsák és pantográf karszerkezet segítségével 40 karakternyi szöveget volt képes tollal papírra vetni.
1893-ban, Amerikában már beépített gőzgép által hajtott lépegető készül, a XX. században pedig munkára fogják az automatákat. Vezérlésük eleinte mechanikus, majd elektromechanikus, később elektronikus.
A "robot" megnevezés Karel Capek cseh írótól származik, aki egy színművében a szláv robota, azaz munka szóból származtatta azon gépezetek nevét, melyek fellázadtak az emberek ellen, s átvették a hatalmat a földön. 1920-at írtak ekkor, Arnold Schwartzenegger - a Terminátor - még meg sem született...
Az első robot sorozatgyártás 1959-ben indul, és 2001-ben már a LEGO is kínál vonalkóddal tanítható, mikroprocesszor vezérlésű játékrobot építőszettet.

Főbb részek

Egy ipari robot napjainkban két fő részből áll: Vezérlőszekrény (balodali kép) és a robotkar (jobboldali kép). A kettőt vaskos kábelköteg (hajtások, szenzorok) köti össze. Nem soroljuk a robotok közé azokat a berendezéseket, melyek egyetlen munkaciklus mechanikus ismételgeté- sére képesek (helyező). Ezek általában nem rendelkeznek vezérlővel, egyszerű végálláskap- csolók vezérlik a mozgásukat.

A robotok programozása vagy a vezérlőszek- rényhez csatlakoztatott PC-n futó szoftverből, vagy a robotkarnak a pályán való kézi végigvezetéséből (tanítás) áll. Ezt később részletesen kifejtjük.

A robotkar

A robotkar önmagában is igen összetett szerkezet, főbb részei: váz, mozgatók, érzékelők. A vázszerkezet két összetevője a karok (kinematikai tagok) és az őket összekötő ízületek (kinematikai kényszerek).
Szabadságfok: Az ízületek száma. Ízületből kétfajtát ismerünk: A forgó- és a csúszó ízületet. Az első típus jele R (rotáció), a másodiké T (transzláció). Ha a robot talapzatától kiindulva az ízületek sorrendjét leírjuk - pl. RRTR - a robotkar felépítését kapjuk. A fenti képen pl. egy. RRRRR robotkar látható. Keresse meg az öt forgáspontot!

A világpiacon ma a kb. 6 szabadságfok szinte minden variációja fellelhető, de a legáltalánosabb formák (az első 3 kényszer típusát tekintve) a következők: TTT, RRT és RRR. Az alábbi képeken balról-jobbra ugyanebben a sorrendben láthatóak. A szaknyelv a TTT felépítést Kartéziánusnak, az RRR felépítést SCARA-nak nevezi.



Mit mozgat?

A robotkarok végére kerül felszerelésre az az eszköz, aminek a mozgatása a feladat. Fontos alapfogalom a TCP (Tool Center Point), az a pont a készüléken, ami a "0-pont", a mozgatás programozásakor, ellenőrzéskor és minden méretezéskor a kiindulási pont. A mozgatott (applikációs) eszköz a leggyakrabban egy megfogó-, festő- vagy hegesztőkészülék. Tipikus képviselőik az alábbi képeken láthatóak. A megfogó eszközök (és persze a robotkarok) terhelhetősége a grammoktól (SMD alkatrészek) a mázsákig (kamionváz elemek) terjed.