Een pick-and-place-robot is degene die wordt gebruikt om een object op te pakken en op de gewenste locatie te plaatsen. Het kan een cilindrische robot zijn die beweging levert in horizontale, verticale en roterende assen, een bolvormige robot die twee roterende en één lineaire beweging levert, een articulaire robot of een scara-robot (vaste robots met 3 roterende armen met verticale assen).

Voordelen

Laten we, voordat we verder gaan, enkele redenen bekijken waarom pick-and-place-robots de voorkeur hebben:

Ze zijn sneller en kunnen het werk binnen enkele seconden gedaan krijgen in vergelijking met hun menselijke tegenhangers.
Ze zijn flexibel en hebben het passende ontwerp.
Ze kloppen.
Ze verhogen de veiligheid van de werkomgeving en worden eigenlijk nooit moe.

Onderdelen van een Pick N Place-robot

Kies N Place Robot

Laten we eens kijken waaruit de pick-and-place-robot eigenlijk bestaat:

Voor Rover : Het is het hoofdgedeelte van de robot dat bestaat uit verschillende stijve lichamen zoals een cilinder of een bol, verbindingen en schakels. Het wordt ook wel een manipulator genoemd.
Einde effector : Het is het lichaam dat is verbonden met het laatste gewricht van de rover en dat wordt gebruikt om objecten vast te pakken of te hanteren. Het kan een analogie zijn met de arm van een mens.
Actuatoren : Zij zijn de chauffeurs van de robot. Het activeert eigenlijk de robot. Het kan elke motor zijn, zoals servomotor, stappenmotor of pneumatische of hydraulische cilinders.
Sensoren: Ze worden gebruikt om zowel de interne als de externe toestand te detecteren om ervoor te zorgen dat de robot als geheel soepel functioneert. Sensoren omvatten aanraaksensoren, IR-sensor enz.
Controller : Het wordt gebruikt om de actuatoren aan te sturen op basis van de sensorfeedback en zo de beweging van elk gewricht en uiteindelijk de beweging van de eindeffector te regelen.

Werking van een Basic Pick N Place Robot:

De basisfunctie van een pick and place robot wordt gedaan door zijn gewrichten. Gewrichten zijn analoog aan menselijke gewrichten en worden gebruikt om de twee opeenvolgende stijve lichamen in de robot te verbinden. Ze kunnen een roterende verbinding of een lineaire verbinding zijn. Om een gewricht aan een willekeurige schakel van een robot toe te voegen, moeten we de vrijheidsgraden en bewegingsgraden voor dat lichaamsdeel kennen. Vrijheidsgraden implementeren de lineaire en roterende beweging van het lichaam en bewegingsgraden impliceren het aantal assen dat het lichaam kan bewegen.

Een eenvoudige pick-n-place-robot

“3-fasige ac-motorbesturing ”

Een eenvoudige pick-and-place-robot bestaat uit twee stijve lichamen op een bewegende basis, met elkaar verbonden met een roterende verbinding. Een roterende verbinding is een verbinding die 360 graden rond een van de assen kan draaien.

De bodem of de basis is bevestigd met wieltjes die zorgen voor een lineaire beweging.
De 1^stHet stijve lichaam is vastgemaakt en ondersteunt het tweede stijve lichaam waaraan de eindeffector is aangebracht.
De 2^ndstar lichaam is voorzien van beweging in alle 3 de assen en heeft 3 vrijheidsgraden. Het is verbonden met de 1^stlichaam met een roterend gewricht.
De eindeffector moet alle 6 vrijheidsgraden accommoderen, om alle zijden van het onderdeel te bereiken, om positie in te nemen op elke hoogte.

Over het algemeen werkt de eenvoudige pick-and-place-robot als volgt:

De wielen onder de basis helpen om de robot naar de gewenste locatie te verplaatsen.
Het stijve lichaam dat de eindeffector ondersteunt, buigt of gaat rechtop staan om de positie te bereiken waar het object is geplaatst.
De eindeffector pakt het object met een stevige grip op en plaatst het op de gewenste positie.

Nu we een kort idee hebben van de pick-and-place-robot, is de fundamentele vraag hoe deze daadwerkelijk wordt bestuurd.

Een eenvoudige pick-and-place-robot kan worden bestuurd door de beweging van zijn eindeffector te regelen. De beweging kan gebruik maken van hydraulische beweging, d.w.z. gebruikmakend van hydraulische vloeistof onder druk om de robot aan te drijven, of gebruikmakend van pneumatische beweging, d.w.z. gebruikmakend van perslucht om mechanische beweging te veroorzaken. De meest effectieve manier is echter om motoren te gebruiken om voor de vereiste beweging te zorgen. De motoren moeten worden aangestuurd om de robot en de eindeffector de vereiste beweging te geven.

Werkvoorbeeld van het besturen van een Pick N Place-robot

Hoe zit het met het besturen van de robot met slechts een paar knoppen op het toetsenbord? Ja, het is mogelijk! Door gewoon op de vereiste knop te drukken, kunnen we een commando naar de robot sturen om hem in elke richting te laten bewegen om onze taak te volbrengen. Bovendien kan dit worden bereikt met behulp van eenvoudige draadloze communicatie.

Laten we eens kijken hoe dit echt werkt:

Het zendergedeelte bestaat uit het toetsenbord dat is aangesloten op de microcontroller. Elk knopnummer in decimaal formaat wordt door de microcontroller geconverteerd naar een 4-cijferig binair getal en de parallelle output op een van de poorten wordt toegepast op de encoder. De encoder zet deze parallelle data om in seriële data en deze wordt naar de zender gevoerd, die is voorzien van een antenne om de seriële data te verzenden.

Blokdiagram met zender van een Pick N Place-robot

De ontvangerzijde bestaat uit een decoder die is aangesloten op de microcontroller. De decoder zet het ontvangen commando in serieel formaat om in parallelle vorm en geeft deze data door aan de microcontroller. Op basis van dit commando stuurt de microcontroller de juiste ingangssignalen naar de motorstuurprogramma's om de respectievelijke motoren aan te drijven.

Blokdiagram met ontvanger van een Pick N Place-robot

Het systeem bestaat uit twee motoren die de hele robot in beweging brengen en twee andere motoren voor de armbeweging. De eindeffector of de grijper moet worden bediend om de juiste druk op het object uit te oefenen om het effectief te hanteren, om het een zachte greep Dit wordt verzekerd door de armmotoren te besturen door middel van een juiste bediening. De uitgang van de armmotoren is verbonden met een weerstand van 10 Ohm / 2 W en op het moment dat de motor overbelast of vergrendeld is, wordt een hoge spanning ontwikkeld over de weerstand, wat een logisch hoog niveau veroorzaakt aan de uitgang van de opto-isolator en de onderbreking pin van de microcontroller die is aangesloten op de opto-isolatoruitgang via een pnp-transistor krijgt een logisch laag signaal, waardoor alle andere bewerkingen van de grijper worden gestopt.

Door eenvoudige RF-communicatie kunnen we dus daadwerkelijk een pick-and-place-robot besturen.

Praktische toepassingen van Pick and Place Robot:

Defensietoepassingen : Het kan worden gebruikt voor bewaking en ook om schadelijke objecten zoals bommen op te vangen en veilig te verspreiden.
Industriële toepassingen : Deze robots worden gebruikt bij de productie om de benodigde onderdelen op te pakken en in de juiste positie te plaatsen om de machine-opspanning te voltooien. Het kan ook worden gebruikt om objecten op de transportband te plaatsen en om defecte producten van de transportband op te halen.
Medische toepassingen : Deze robots kunnen worden gebruikt bij verschillende chirurgische ingrepen, zoals bij gewrichtsvervangende operaties, orthopedische en interne operaties. Het voert de bewerkingen uit met meer precisie en nauwkeurigheid.

Naast deze toepassingen kunnen deze robots ook worden ingezet in diverse andere voor de mensheid geschikte toepassingen.

Nu blijft de vraag: hoe ver is de dag waarop robots de weg voor mensen volledig gaan verlichten?