Met de voortdurende vooruitgang van de technologie hebben industriële robots een steeds belangrijkere rol gespeeld in de maakindustrie. Veel mensen zullen echter merken dat, hoewel industriële robots bij veel operaties functies hebben die vergelijkbaar zijn met die van mensen, hun uiterlijk heel anders is dan dat van mensen. Dit fenomeen is niet toevallig, maar eerder omdat het ontwerpconcept van industriële robots vanaf het begin hun uiterlijke kenmerken heeft bepaald.
Robotcomponenten
De structuur van industriële robots vormt de basis van hun functies, en bij hun ontwerp wordt doorgaans rekening gehouden met operationele efficiëntie, precisie en aanpassingsvermogen aan de werkomgeving. Robots bestaan doorgaans uit verschillende hoofdcomponenten: lichaamsstructuur, eindeffector, pols, arm, taille en basis.
1. Carrosseriestructuur:
Het robotlichaam is het kernonderdeel van de hele robot en bestaat meestal uit meerdere gewrichten en armsegmenten. Het ontwerp van het robotlichaam zal worden geoptimaliseerd op basis van verschillende toepassingsscenario's en taakvereisten. Bij de meeste industriële robots neemt de robotarm vaak een gewrichtsstructuur aan en heeft hij meerdere vrijheidsgraden (meestal 4 tot 6 vrijheidsgraden). Vrijheidsgraad verwijst naar het aantal componenten dat onafhankelijk kan bewegen en de positie en richting van de eindeffector van de robot kan beïnvloeden.
2. Eindeffector:
De eindeffector is de "hand" van een robot, die rechtstreeks contact maakt met externe objecten en operationele taken uitvoert. Gereedschappen zoals laspistolen, zuignappen, sleutels, spuitpistolen en klemmen worden bijvoorbeeld meestal op eindeffectoren geïnstalleerd om las-, grijp-, montage- en andere handelingen uit te voeren. Het ontwerp van de eindeffector van de robot varieert afhankelijk van de verschillende procesvereisten van de toepassing om ervoor te zorgen dat deze het werk effectief kan voltooien.
3. Pols en arm:
De pols en arm van de robot zijn verantwoordelijk voor het uitvoeren van verschillende precieze acties, en de pols is over het algemeen uitgerust met meerdere gewrichten om de bewegingsrichting van de eindeffector te regelen. De arm ondersteunt de hele robot, waardoor deze complexe handelingen kan uitvoeren, zoals draaien, kantelen of strekken.
4. Taille en basis:
De taille van een robot wordt meestal gebruikt om het lichaam en de basis van de robot met elkaar te verbinden, waardoor de robot complexere acties kan uitvoeren. De basis is een belangrijk onderdeel dat de hele robot ondersteunt en op het werkplatform wordt bevestigd.
Waarom zijn industriële robots niet zoals mensen?
Hoewel robots vergelijkbare capaciteiten hebben als mensen bij het uitvoeren van taken, zijn hun uiterlijk en ontwerpconcepten enorm verschillend van die van mensen. Dit komt omdat de oorspronkelijke bedoeling van het ontwerpen van industriële robots niet het imiteren van het menselijk uiterlijk is, maar om zich te concentreren op de efficiëntie en nauwkeurigheid van het uitvoeren van specifieke taken.
1. Taak-gericht ontwerp:
Industriële robots zijn ontworpen om zich aan te passen aan specifieke werktaken, zoals lassen, assembleren en hanteren. Daarom richt hun ontwerp zich meer op functionaliteit en flexibiliteit dan op het imiteren van de vorm van het menselijk lichaam. De "hand"-eindeffector van industriële robots kan bijvoorbeeld worden uitgerust met gereedschappen zoals zuignappen, grijpers of spuitpistolen, afhankelijk van de taakvereisten, in plaats van de flexibiliteit te hebben van vijf vingers zoals mensen.
2. Ontwerp met meerdere- vrijheidsgraden:
Industriële robots hebben doorgaans meerdere vrijheidsgraden nodig (hoe hoger de vrijheidsgraden, hoe complexer de acties en houdingen die ze kunnen uitvoeren), waardoor ze nauwkeurig kunnen opereren in een drie- dimensionale ruimte. Vergeleken met menselijke ledematen hoeven industriële robots geen menselijke gewrichtsstructuren na te bootsen, maar eerder het aantal en de verdeling van de gewrichten te ontwerpen op basis van de functievereisten.
3. Stabiliteit en veiligheid:
Bij het exterieurontwerp van industriële robots wordt meer nadruk gelegd op stabiliteit en veiligheid. Robots moeten stabiel kunnen werken, vooral tijdens hoge belastingen of snelle bewegingen. In tegenstelling tot mensen richt het gewrichts- en armontwerp van industriële robots zich op aardbevingsbestendigheid en structurele stabiliteit, waardoor de kans op onnauwkeurige of foutieve handelingen als gevolg van ongeschikte vormen wordt verkleind.
4. Kosten- en productieoverwegingen:
Het creëren van een robot met een ‘humanoïde’ uiterlijk is niet alleen duurder, maar ook complexer in het onderhoud. Industriële robots hoeven geen oppervlaktekenmerken te hebben die vergelijkbaar zijn met die van mensen, en hun ontwerp is meer gericht op het efficiënt uitvoeren van werktaken dan op het imiteren van het menselijk uiterlijk.
Industriële robots zijn niet zoals mensen, wat de oorspronkelijke bedoeling van hun ontwerp weerspiegelt: taken efficiënt uitvoeren, over flexibiliteit en precisie beschikken, in plaats van het menselijke uiterlijk te imiteren.
De structuur van industriële robots, van eindeffectoren tot verschillende gewrichtscomponenten, is geoptimaliseerd om aan de werkvereisten te voldoen en de productie-efficiëntie te verbeteren. Met de vooruitgang van de technologie kunnen toekomstige robots flexibeler worden in de interactie met mensen, maar hun uiterlijk zal nog steeds functionele behoeften dienen in plaats van simpelweg de menselijke vorm te imiteren.