ROBOTYKA
Historia robotyki Pojęcie "ROBOT" w literaturze wystąpiło po raz pierwszy w sztuce czeskiego pisarza Karel'a Ĉapka (1890-1938) R.U.R (Rossum's Universal Robots) w roku 1920. Słowo "robot" oznacza w języku czeskim pracę lub służbę przymusową. W roku 1942 Isaac Assimov w krótkim opowiadaniu "Runaround" po raz pierwszy użył słowa robotyka. W kolejnych latach Assimov w swoich utworach niejednokrotnie poruszał tematy robotyki w roku 1950 wydał zbiór opowiadań pod tytułem "Ja, robot". Assimov wprowadził także trzy prawa robotyki, według których, jak uważa autor, powinny być programowane roboty:
Prawo zerowe: Robot nie może szkodzić ludzkości, ani nie może, przez zaniedbanie, narazić ludzkości na szkodę. Prawo pierwsze: Robot nie może zranić istoty ludzkiej, ani nie może przez zaniedbanie narazić człowieka na zranienie, chyba, że narusza to prawo o wyższym priorytecie. Prawo drugie: Robot musi spełniać polecenia wydawane przez człowieka, poza poleceniami sprzecznymi z prawami o wyższym priorytecie. Prawo trzecie: Robot musi chronić samego siebie dopóki dopóty nie jest to sprzeczne z prawem o wyższym priorytecie.
Pierwsze roboty przemysłowe Po gwałtownym rozwoju techniki w czasie drugiej wojny światowej w 1956 roku G.C. Devol i J.S.Engelberger rozmawiając o twórczości Assimov'a postanowili stworzyć działający egzemplarz robota. Engelberger założył firmę "UNIMATION" zajmującą się automatyzacją w szerokim tego słowa znaczeniu i będącą pierwszą firmą produkującą roboty. Pierwszym robotem stworzonym przez "Unimation" był robot nazwany "UNIMATE". W wyniku tego Engelberger został nazwany ojcem robotyki.
Pierwszy Unimate zainstalowany został w fabryce General Motors w Trenton przy obsłudze wysokociśnieniowej maszyny odlewniczej, w kolejnych latach roboty Unimate zostały przystosowane do pracy także w innych gałęziach przemysłu. Firma Unimate do dzisiaj produkuje roboty przemysłowe.
Rozwój robotyki Według definicji wprowadzonej w 1979 roku przez (Robotics Industries Association) robot to: "Programowalny, wielofunkcyjny manipulator zaprojektowany do przenoszenia materiałów, części, narzędzi lub specjalizowanych urządzeń poprzez różne programowalne ruchy, w celu realizacji różnorodnych zadań". Nieco inną definicję podaje słownik Webster’a: „Robot – urządzenie automatyczne wykonujące czynności normalnie przyporządkowane człowiekowi lub maszyna człekokształtna.” Podstawową cechą robotów jest ich programowalność, co pozwala bez większych kłopotów przystosować robota do zmiennych wymagań i środowisk pracy. Początkowo roboty były projektowane do wykonywania różnych czynności związanych z przenoszeniem materiałów. Program pracy zawierał zamkniętą sekwencję ruchów z punktu A, zamknięcie chwytaka (uchwycenie przenoszonego przedmiotu), ruch do punkty B, otwarcie chwytaka (odłożenie przenoszonego przedmiotu). Roboty te nie były wyposażone w żadne zewnętrzne czujniki. Dopiero zastosowanie robotów do bardziej skomplikowanych czynności jak spawanie, stępianie krawędzi czy montaż zmusiło konstruktorów do stworzenia robotów posiadających możliwość wykonywania bardziej skomplikowanych ruchów i wyposażenie ich w czujniki pozwalające im na większą interakcję z otoczeniem.
Poniżej przedstawiono ważne daty w historii robotyki: 1750 Szwedzki rzemieślnik tworzy automaton mechanizm do odgrywania melodii i pisania listów. 1917 Słowo robot pojawiło się po raz pierwszy w literaturze, użyte w sztuce "Opilek" Czeskiego pisarza Karel'a Ĉapka. 1921 Słowo robot stało się znane dzięki sztuce "R.U.R." Karel'a Ĉapka. 1927 Niemiecki reżyser Fritz Lang stworzył robota kobietę, w jego filmie "Metropolis". 1938 Issac Assimov umieszcza termin robotyka w swojej noweli science-fiction i formułuje Trzy Prawa Robotyki. 1947 Opracowanie pierwszego teleoperatora z serwonapędem elektrycznym. 1948 Opracowanie teleoperatora ze sprzężeniem zwrotnym od siły. 1949 Rozpoczęcie badań nad obrabiarkami sterowanymi numerycznie. 1954 Pierwszy patent dotyczący robotyki w Wielkiej Brytanii Nr.781465 złożony w Anglii 29 Marca. 1954 Zaprojektowanie pierwszego programowalnego robota przez Georg'a Devola. 1956 Zakupienie praw do robota Devola i założenie firmy Unimation przez Josepha Engelbergera, studenta fizyki na Uniwersytecie Colubia. 1958 Pierwszy prototyp robota Unimate zainstalowany w fabryce General Motors. 1960 Zespół sztucznej inteligencji w Stanfordzkim Instytucie Badawczym w Kalifornii i Uniwersytet w Edynburgu w Szkocji rozpoczynają pracę nad zastosowaniem wizji w robotach. 1961 Pierwszy seryjny robot Unimate zainstalowany w fabryce General Motors w Trenton w stanie New Jersey. 1961 Opracowanie pierwszego robota ze sprzężeniem zwrotnym od siły.
1961 Pierwszy patent dotyczący robotów w U.S.A. Nr.2,998,237 złożony przez G.C.Devol'a. 1963 Opracowanie pierwszego systemu wizyjnego dla robota. 1963 Wypuszczenie na rynek robota przemysłowego Versatran. 1964 Pierwszy robot malarski Tralfa pracujący w fabryce w Norwegii. 1966 Automatyczny lądownik księżycowy "Surveyor" ląduje na księżycu. 1968 Unimation otrzymuje zamówienie na serie robotów z zakładów General Motors. 1969 W Unimate General Motors rozpoczęto montaż nadwozi Chevrolet'a Vega przy pomocy robotów Unimate. 1970 Pierwsze sympozjum dotyczące robotyki w Chicago. 1970 General Motors staje się pierwszą firmą wykorzystującą systemy wizyjne w zastosowaniach przemysłowych. System Consight zostaje zainstalowany w zakładzie w St. Catharines, Ontario, Kanada. 1971 Założenie Japońskiego Stowarzyszenia Robotyki Przemysłowej (Japanese Industrial Robot Association). 1971 Opracowanie robota Stanford Arm na Uniwersytecie Stanford. 1972 Na Uniwersytecie w Nottingham w Anglii stworzono SIRCH, układ zdolny do rozpoznawanie dowolnie zorientowanych dwuwymiarowych części. 1972 Kawasaki instaluje zrobotyzowaną linie produkcyjną w zakładach Nissan, roboty zostały dostarczone przez firmę Unimation. 1973 Pierwszy numer międzynarodowego czasopisma "Roboty Przemysłowe". 1973 ASEA część przedsiębiorstwa Vasteras ze Szwecji prezentuje roboty elektryczne IRb 6 i IRb 60 przeznaczonych do automatycznych operacji szlifierskich. 1973 Opracowanie pierwszego języka programowania robotów (WAVE) na Uniwersytecie Stanford. 1974 Wprowadzenie przez firmę Cincinnati Milacron robota ze sterowaniem komputerowym.
1974 Hitachi prezentuje robota Hi-T-Hand używającego czujników dotykowych i siłowych pozwalających na wkładanie sworzni do otworów. 1974 Założenie Stowarzyszenia Robotyki Przemysłowej (Robotics Industries Association). 1975 Odnotowanie pierwszego zysku finansowego przez firmę Unimation. 1976 Tralfa robot malarski zostaje zaadaptowany do spawania kątowego. 1977 Założenie Brytyjskiego Stowarzyszenia Robotyki (British Robotics Association). 1978 Wprowadzenie przez firmę Unimation robota PUMA(Programmable Universal Assembly), opracowanego na podstawie projektu powstałego w trakcie badań w fabryce General Motors. 1979 Wprowadzenie robotów SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) w Japonii. 1982 Robot Pedesco zostaje użyty do usunięcia skażonego materiału po wycieku paliwa radioaktywnego z elektrowni nuklearnej. 1984 Zostaje opracowany PROWLER, pierwszy z serii robotów militarnych. 1986 Rozpoczęcie prac nad robotem humanoidalnym przez firmę HONDA. 1998 Robot mobilny Sojourner ląduje na Marsie 4 lipca. 1998 Skonstruowanie pierwszego bionicznego ramienia. Kolejnymi kierunkami rozwoju robotów będzie tworzenie coraz bardziej uniwersalnych urządzeń, w coraz większym stopniu niezależnych. Jednak stworzenie androidów, a co za tym idzie stworzenie sztucznej inteligencji jest na razie odległą przyszłością.
Podstawowe układy i zespoły Roboty przemysłowe składa się z następujących trzech podstawowych układów: zasilania, sterowania i ruchu. W obecnie budowanych robotach układy zasilania, sterownia oraz jednostka kinematyczna znajdują się w osobnych urządzeniach. Często jednak można spotkać układy zasilania i sterowania umieszczone w jednym urządzeniu. Obserwując postęp w dziedzinie robotyki można stwierdzić, iż układy sterowania i zasilania podlegają miniaturyzacji. Na rys.2.1 przedstawiono elementy składowe robota, czyli manipulator oraz układ zasilania i sterowania. Przedstawione podstawowe układy robotów przemysłowych są nierozerwalnie związane z pojęciem robota. Naturalnie istnieje możliwość zastosowania innych układów, których zadaniem może być przekazywanie dodatkowych informacji o otoczeniu robota do układu sterowania np. układy wizji maszynowej.
Układ zasilania Układ zasilania w przypadku stosowania różnych napędów zawiera różne elementy. Układ zasilania w przypadku stosowania jako jednostek napędowych serwonapędów elektrycznych zawiera oprócz typowego sprzętu elektrycznego: •układy tyrystorowe oraz układy prostownikowe do zasilania silników prądu stałego. •przemienniki częstotliwości i napięcia do zasilania silników prądu przemiennego. Układ zasilania w przypadku stosowania jako jednostek napędowych serwonapędów pneumatycznych zawiera oprócz sprzętu elektrycznego służącego do zasilania elementów elektrycznych układu także sprężarkę. Układ zasilania w przypadku stosowania jako jednostek napędowych serwonapędów hydraulicznych zawiera oprócz sprzętu elektrycznego służącego do zasilania elementów elektrycznych układu typowy sprzęt związany z napędami hydraulicznymi, czyli pompę, zbiornik oraz układ chłodzenia/ogrzewania płynu roboczego.
Układ sterowania Jednostka sterownicza w przypadku stosowania komputerowego sterowania robota zawiera główny pulpit sterowniczy maszyny ze wskaźnikami oraz przyciskami do ręcznego sterownia i wprowadzania informacji. W obecnie produkowanych robotach przemysłowych nieodłącznym elementem układu sterowania jest ręczny panel sterujący. Za pomocą takiego panelu można ręcznie sterować robotem, pisać program sterujący, kompilować, uruchomić, zatrzymywać programy. Na rys.2.2 przedstawiono układ sterowania i zasilania robota wraz z ręcznym panelem sterującym.
Układ ruchu Jednostkę kinematyczną manipulatora tworzy mechanizm kinematyczny wraz dołączonymi napędami. Współczesne manipulatory zbudowane są w postaci szeregowo lub szeregowo-równoległego układu połączonych ruchowo członów kinematycznych, czyli tzw. łańcucha kinematycznego. Elementy kinematyczne tworzące parę kinematyczną z dołączonym napędem pozwalają na realizację ruchów względnych elementów pary kinematycznej, tworzą zespół ruchu. We współcześnie konstruowanych maszynach manipulacyjnych znaczenie techniczne mają wyłącznie połączenia członów V klasy, a więc pary o wzajemnym ruchu postępowym lub obrotowym. W przyszłości być może znajdą zastosowanie w budowie jednostki kinematycznej pary pozostałych klas szczególnie IV i III jednak obecnie trudności konstrukcyjne powodują, że nie znajdują one zastosowania poza robotami laboratoryjnymi.
Dokładność i powtarzalność Innymi istotnymi parametrami opisującymi manipulatory i roboty są dokładność i powtarzalność. Dokładność manipulatora określa jak blisko manipulator może dojść do zadanego punktu w przestrzeni roboczej. Powtarzalność jest wielkością określającą jak blisko manipulator może dojść do pozycji uprzednio osiągniętej. Podstawową metodą pomiaru położenia końca efektora jest pomiar zmian położenia w poszczególnych złączach. W robotach przemysłowych praktycznie nie stosuje się bezpośredniego pomiaru końca efektora, spowodowane jest to wysoką ceną i wrażliwością na zakłócenia takich czujników. Najczęściej pozycję narzędzia oblicza się na podstawie przemieszczeń odczytanych na poszczególnych złączach, jednak aby otrzymane położenie było dokładne należy założyć geometrię manipulatora i jego sztywność.Na dokładność manipulatora wpływają: •błędy obliczeniowe •dokładność obróbki poszczególnych elementów konstrukcyjnych •elastyczność poszczególnych członów •luzy w przekładniach •wiele innych elementów statycznych i dynamicznych Dlatego też dzisiaj budowane roboty są projektowane tak, aby posiadały dużą sztywność. Dokładność manipulatorów o małej sztywności mogłaby być osiągnięta tylko poprzez zastosowanie bezpośrednich czujników położenia końca efektora lub też poprzez zastosowanie skomplikowanych algorytmów sterownia. Podczas uczenia robota np. przy wprowadzaniu kolejnych pozycji, powyższe efekty są uwzględniane i układ sterowania
zapamiętuje odpowiednie wartości wskazań enkoderów, niezbędne do powrotu manipulatora do tej pozycji. Na powtarzalność wpływa w pierwszym rzędzie rozdzielczość układu sterowania. Przez rozdzielczość układu sterowania należy rozumieć najmniejszy przyrost ruchu, który układ sterowania może rozpoznać. Rozdzielczość jest obliczana jako całkowita droga, którą przebywa końcówka danego członu, podzielona przez 2n, gdzie n jest liczbą bitów, określającą rozdzielczość enkodera. Przeguby pryzmatyczne zwykle mają większą rozdzielczość niż złącza obrotowe, gdyż najkrótszą drogą pomiędzy dwoma punktami w przestrzeni jest linia prosta. Dodatkowo w przypadku osi obrotowych występują silniejsze wzajemne sprzężenia kinematyczne i dynamiczne między członami, co prowadzi do kumulowania się błędów, co z kolei prowadzi do problemów ze sterowaniem. Osie obrotowe mają także wiele zalet, należą do nich między innymi większa zwinność ruchu oraz zwartość konstrukcji osi obrotowych. Tak więc manipulatory wykonane z członów obrotowych zajmują mniej miejsca niż manipulatory z członami liniowymi, dlatego też manipulatory z członami obrotowymi są bardziej przystosowane do manewrowanie wokół przeszkód i współpracy z innymi manipulatorami w jednej przestrzeni roboczej.
Czujniki 1.Sensory, przetworniki, (sensors, transducers). 2.Mogą być postrzegane jako filtry, które wydobywają tylko część z ogólnie dostępnej informacji i przetwarzają ją w ilościowy pomiar. 3.Przedstawiają wynik w takiej postaci, która umożliwia odpowiedź jedynie na określone pytania.
Koszty: •energia, •komplikacja systemu, •możliwość błędów i uszkodzeń. Cele – odpowiedzi na pytania: •gdzie jestem? (lokalizacja) •dokąd podążam? (planowanie) •jak się tam dostanę? (tworzenie mapy otoczenia) •jaki jest mój stan? (wykrywanie awarii)
Modalność - pomiar tej samej formy energii i obróbka jej w zbliżony sposób: •dźwięk, •ciśnienie, •temperatura, •światło.
Ludzkie zmysły: •wzrok: oczy (optyka, światło), •słuch: uszy (akustyka, dźwięk), •węch: nos (chemia gazów), •smak: język (chemia cieczy), •dotyk: skóra (mechanika, ciśnienie, ciepło), •równowaga: ucho środkowe (mechanika, poziom cieczy), •świadomość ciała: stawy, mięśnie (mechanika, chemia).
Inne naturalne zmysły, organy: •wykrywanie dziobak), •wykrywanie •echolokacja •wykrywanie
pola elektrycznego (rekiny, kolczatka, pola magnetycznego (ptaki, pszczoły), (nietoperze, delfiny), ciśnienia wody (ryby).
Rozszerzone zakresy i modalności: •widzenie poza spektrum RGB – promieniowanie podczerwone, widzenie w nocy, •aktywna wizja – sprzężenie radaru i dalmierza laserowego, •słyszenie poza zakresem 20Hz – 20 kHz – pomiary ultradźwięków, •analiza chemiczna wykraczająca poza smak i zapach, •radiacja: promieniowanie α, β, γ, neutrony.
Parametry czujników 1.Zakres
względny – relacja między największą a najmniejszą wielkością wejściową (może być w dB). 2.Rozdzielczość – najmniejsza wykrywalna różnica między dwoma pomiarami. 3.Liniowość – zależność sygnału wyjściowego od zmienności sygnału mierzonego.
4.Pasmo
pomiarowe – częstość z jaką czujnik może dostarczać pomiarów (zależy od częstości próbkowania, szybkości przetwarzania i przesyłu informacji). 5.Obszar widzenia – może być różny w różnych kierunkach działania czujnika. 6.Czułość – relacja pomiędzy zmianą wielkości wyjściowej i wielkości mierzonej (często redukowana przez czynniki środowiska). 7.Wrażliwość – czułość na inne parametry środowiska. 8.Błąd = wartość prawdziwa – wartość zmierzona. 9.Dokładność = 1 – (błąd / wartość prawdziwa); często trudno jest określić wartość prawdziwą i wówczas dokładność jest szacowana na podstawie błędów systematycznych (np. związanych z kalibracją) i błędów losowych (szum czujnika). 10.Precyzja = zakres / (odchylenie standardowe błędów losowych); powtarzalność wyników pomiarów.
Fuzja sensorów U człowieka nie zawsze zachodzi: jeden organ = jeden zmysł, np: •balans: ucho, •dotyk: język, •temperatura: skóra. W robocie: •fuzja
sensorów: połączenie (kombinacja) odczytów z różnych czujników w jednolitą postać,
•integracja
sensorów: wykorzystanie informacji z wielu czujników w sposób użyteczny (zmierzający do realizacji celu). Jeden sensor to zwykle zbyt mało: •szum pomiarowy, •ograniczona dokładność, •niepewność działania, awarie, •ograniczone postrzeganie otoczenia, •kombinacja kilku czujników może okazać się tańsza niż jeden specjalizowany.
Fuzja danych Kombinacja danych z różnych źródeł: •pomiary z różnych czujników, •pomiary z różnych kierunków, •pomiary dokonane w różnym czasie. Zwykle stosowane są techniki probabilistyczne uwzględniające niepewność pomiaru: •metoda Bayesa, •sieci neuronowe, •filtr Kalmana. Efekt to połączony (zintegrowany) zestaw danych – jakby wygenerował go wirtualny czujnik.
Klasyfikacja czujników •Pasywne
/ Aktywne (pochłaniają energię istniejącą w otoczeniu / emitują energię w celu dokonania obserwacji), •Względne / Absolutne (odległość do przeszkody / długość i szerokość geograficzna) •Dotykowe / Zdalne, •Wewnętrze (proprioceptive): położenie złączy, obrót kół, naładowanie akumulatora, •Zewnętrzne (extroceptive): kształt i kolor przedmiotów, zapach, globalne położenie robota, •Zewnętrzne w odniesieniu do robota (expriopriocetive): położenie obiektów względem robota.
Silniki elektryczne Podstawowe właściwości: •prostota zasilania i sterowania, •moce od mW do MW, zwykle wysokie prędkości obrotowe: 1000 – 25000 RPM, •wysoka sprawność.
Przekładnia zębata Przekładnia zębata jest to przekładnia mechaniczna, w której ruch obrotowy jednego wału jest przenoszony na drugi, w wyniku zazębiania się koła zębatego czynnego z kołem biernym. Zasadniczym elementem przekładni zębatej jest para kół zębatych, zwanych przekładnia zębatą, prostą. W dużym uproszczeniu, charakterystyki przekładni prostych zależą od
średnic współpracujących kół zębatych; ich wzajemnego usytuowania oraz wielkości i kształtu zębów.
Rysunek 2.50 Przekładnia zębata Zalety: •łatwość wykonania, •stosunkowo małe gabaryty, •stosunkowo cicha praca, gdy odpowiednio smarowane, •duża równomierność pracy, •wysoka sprawność dochodząca do 98% (oprócz przekładni ślimakowych i harmonicznych (falowych)). Wady: •stosunkowo niskie przełożenie dla pojedynczego stopnia, •sztywna geometria, •brak naturalnego zabezpieczenia przed przeciążeniem.
Przekładnia mechaniczna Przekładnie mechaniczne są to części maszyn (mechanizmy), których zadaniem jest przenoszenie ruchu z wału czynnego(napędzającego) na wał bierny (napędzany), najczęściej z jednoczesną zmianą prędkości i momentu obrotowego.
Funkcje: •zmniejszanie prędkości obrotowej (przekładnie redukcyjne) – dostosowanie prędkości napędu do maszyny roboczej, •zmiana płaszczyzny wirowania (przekładnie kątowe), •zmiana ruchu obrotowego na posuwisty (przekładnie obrotowo-liniowe).
Typy przekładni zębatych Wyróżnia się przekładnie: •proste
(przekładnia jednostopniowa), przenoszące moc z jednego wału na drugi bez jakichkolwiek wałów pośrednich, •wielokrotne (złożone, przekładnia wielostopniowa) przenoszące moc z wału czynnego na wał bierny, poprzez jeden lub więcej wałów pośrednich. Podział ze względu na umiejscowienie zazębienia: •zazębienie
wewnętrzne, •zazębienie zewnętrzne. Podział ze względu na osie geometryczne kół: •zwykłe
– o osiach nieruchomych względem podstawy, •obiegowe (planetarne) – o osiach ruchomych względem podstawy.
Przełożenie przekładni Przełożenie jest podstawową wielkością charakteryzującą przekładnie. Jest to stosunek prędkości kątowej wału
napędzającego ω1 do prędkości kątowej wału napędzanego ω2,według wzoru: i12 = ω1/ ω2 lub odpowiednio, stosunek liczby obrtotów w jednostce czasu, wału napędzanego n1 do liczby obrotów n2 wału napędzanego,według wzoru: i12 = n1/n2 Zależność ta wynika z podstawienia: ω = 2Π/60*n = Π/30*n Można też przełożenie wyrazić za pomocą parametrów geometrycznych kół uwzględniając zależność: v = ω*r
r=d/2
gdzie: v – liniowa prędkość obwodowa, która jest wspólna dla obu współpracujących kół [m/s] d – średnica podziałowa koła zębatego [m] ω – prędkość kątowa koła [1/s] ω1 = 2v/d1
ω2 = 2v/d2
i12 = d2/d1 Na podstawie innych parametrów koła zębatego można wyznaczyć jeszcze jeden wzór na przełożenie, który jest wygodniejszy do obliczeń w przypadku przekładni zębatej. z – liczba zębów p – podziałka zęba p/Π = m – moduł zęba powyższe parametry wiążerównanie:
d = z*p/Π = z*m z tej zależności i wcześniej podanych zależności na przełożenie można wyznaczyć: i12 = d2/d1 = z2*m/z1*m = z2/z1 Przy określaniu niektórych przekładni można dodatkowo podać znak: „-”oznacza, że zwroty prędkości kątowych wału czynnego i biernego są przeciwne (np. przekładnia o zazębianiu zewnętrznym) „+” oznacza, że zwroty prędkości kątowych wału czynnego i biernego są zgodne (np. przekładnia o zezębieniu wewnętrznym) Gdy |i12|> 1 przekładnia służy do redukcji prędkości obrotowej (i zwiększania momentu) tzw. przekładnia redukcyjna (reduktor) Gdy |i12|< 1 przekładnia służy do zwiększania prędkości obrotowej tzw. przekładnia multiplikcyjna (multiplikator.)
Klasyfikacja chwytaków W tym podpunkcie zaproponowano następujące kryteria podziału rozwiązań konstrukcyjnych chwytaków maszyn manipulacyjnych: •realizowany sposób chwytania, •budowę, •parametry użytkowe, •system mocowania i wymiany w jednostce kinematycznej maszyny manipulacyjnej,
•wyposażenie dodatkowe. Ze względu na realizowany sposób chwytania wyróżnia się chwytaki: •siłowe, •kształtowe, W przypadku chwytaków siłowych siły oddziałujące na obiekt manipulacji mogą być typu: •naprężającego (ściskającego, rozciągającego), •przyciągającego. Ze względu na zasadnicze różnice w budowie wyróżniono chwytaki: •ze sztywnymi końcówkami chwytnymi, •ze sprężystymi końcówkami chwytnymi, •z elastycznymi końcówkami chwytnymi, •adhezyjne (podciśnieniowe, magnetyczne), •specjalne urządzenia chwytające.
W zależności od sposobu przemieszczania się końcówek chwytnych pod wpływem siły wytworzonej przez mechanizm napędowy wyróżnia się ruch końcówek: •nożycowy, •szczypcowy, •imadłowy,
Chwytaki podciśnieniowe Ze względu na prostotę konstrukcji chwytaków podciśnieniowych, niewielki ciężar i zwykle mały koszt wykonania, chwytaki te są powszechnie stosowane. Jednak ich zastosowanie ograniczone jest następującymi warunkami: •przenoszone mogą być tylko te obiekty, które mają powierzchnię płaską lub kulistą o dużej gładkości, •niezbędna jest szczelność przyssawki - przeszkodą jest występowanie drobin (opiłków metali) między obrzeżem przyssawki, a powierzchnią chwytanego obiektu, •ze względu na określone pojemności urządzenia oraz konieczności wytworzenia określonej wartości podciśnienia, czas uchwycenia jest większy niż w przypadku innych chwytaków, •trwałośc przyssawki gumowej jest niewielka, •ograniczona temperatura stosowania (do 400 C dla wyższych temp. nawet do 1200 C stosuje się przyssawki z poliuretanu), •między przyssawką a obiektem powinna powstać siła tarcia statycznego, •dla zapewnienia zwolnienia obiektu należy po połączenia kolektora próżniowego z atmosferą, w celu przezwyciężenia częstego zjawiska tzw. Przyssania obrzeża przyssawki, wprowadzić do czaszy przyssawki dodatkowy krótkotrwały impuls ciśnieniowy,chwytaki te są przyczyną hałasu powstającego w wyniku rozprężenia gazu, przez zastosowanie tłumików możliwe jest zredukowanie hałasu do kilkunastu dB.
Wykonał: MICHAŁ JAGŁO