4. Kiść i chwytaki robotów

Kiścią sferyczną lub sprzęgiem manipulatora nazywa się przegub pomiędzy ramieniem a dłonią, zaznaczyć należy, iż przeguby kiści są prawie zawsze obrotowe. Wiele manipulatorów wyposażonych jest w kiść sferyczną, której osie przegubów przecinają się w jednym punkcie. Schemat kiści sferycznej przedstawiono na rys.4.1 Kiść o takiej strukturze w dużym stopniu upraszcza analizę kinematyki manipulatora oraz pozwala w prosty sposób rozdzielić pozycjonowanie i orientowanie obiektu.

Uważa się, iż jednym z najważniejszych elementów manipulatora jest końcówka robocza, często nazywana efektorem lub chwytakiem, natomiast ramię i kiść, tworzące manipulator, są używane przede wszystkim do pozycjonowania końcówki roboczej i narzędzia.

Chwytak jest niezbędnym wyposażeniem jednostki kinematycznej maszyny manipulacyjnej wykonującej w procesie produkcyjnym zadanie transportowe.

Zadanie transportowania obiektu przez maszynę manipulacyjną składa się z trzech elementarnych czynności:

ˇ    pobrania obiektu

ˇ    trzymania obiektu w trakcie jego transportowania

ˇ    uwolnienia obiektu w miejscu docelowym

Chwytak jest urządzeniem nakładającym na transportowany obiekt tyle ograniczeń swobody ruchu, ile potrzeba do zapewnienia pożądanego w danym procesie produkcyjnym przebiegu transportowania. Ograniczenia swobody ruchu transportowego obiektu realizowane są dwoma sposobami:

ˇ         przez wytworzenie pola sił działających na obiekt - chwytanie siłowe (rys.4.2);

ˇ         przez wytworzenie połączeń między elementami chwytaka i obiektem, których więzy odbierają obiektowi żądaną liczbę stopni swobody - chwytanie kształtowe (rys.4.3).

ˇ          

Oba sposoby oddziaływania powinny być na tyle skuteczne, aby w czasie transportowania, na skutek powstania sił odśrodkowych i bezwładności, obiekt nie zmienił przypadkowo swego położenia względem określonych elementów chwytaka.

Ogromna różnorodność obiektów manipulacji sprawiła, że chwytaki są obecnie najbardziej zróżnicowanym konstrukcyjnie zespołem maszyny.

Wiele czynników ma zasadniczy wpływ na uchwycenie obiektu np. właściwości manipulowanego obiektu, właściwości chwytne chwytaka, błąd wzajemnego ustawienia obiektu i chwytaka przez jednostkę kinematyczną maszyny manipulacyjnej.

Istotny wpływ na warunki uchwycenia obiektu mają następujące właściwości obiektu: masa, położenie środka ciężkości, moment bezwładności, kształt i parametry geometryczne, tolerancje wykonania miejsc uchwycenia, odporność na naprężenia zewnętrzne.