پیش‌نویس:ربات دلتا

ربات دلتا از سری FlexPicker توسط ABB

اسکیچی، یک ربات دلتایی که نقاشی نقاشی می کند

یک روبات دلتا یک نوع روبات موازی است که از سه بازو متصل به مفاصل همه کاره در پایه است. ویژگی اصلی طراحی استفاده از موازی در بازوها است که جهت گیری ربات اندافکتور را حفظ می کند. در مقابل، یک پلت فرم استوارت می تواند جهت گیری اثر نهایی خود را تغییر دهد.

روبات های دلتا در انتخاب و بسته بندی در کارخانه ها مورد استفاده قرار می گیرند زیرا می توانند بسیار سریع باشند، برخی از آنها تا 300 برداشت در دقیقه انجام می دهند.

تاریخچه

روبات های انتخاب و قرار دادن تجاری

روبات دلتا (روبات بازوی موازی) در اوایل دهه 1980 توسط یک تیم تحقیقاتی تحت رهبری پروفسور ریموند کلاول در مدرسه پولی تکنیک فدرال لوزان (EPFL، سوئیس) اختراع شد. پس از بازدید از یک سازنده شکلات، یکی از اعضای تیم می خواست یک ربات برای قرار دادن پرالین ها در بسته بندی آنها توسعه دهد. هدف این نوع جدید ربات، دستکاری نور و اشیاء کوچک با سرعت بسیار بالا بود، که در آن زمان یک نیاز صنعتی بود

در سال 1987، شرکت سوئیس Demaurex مجوز روبات دلتا را خریداری کرد و تولید روبات دلٹا برای صنعت بسته بندی را آغاز کرد. در سال 1991، ریموند کلاول پایان نامه دکترا خود را "تصوری از یک ربات موازی به 4 درجه آزادی" ارائه داد، و در سال 1999 جایزه ربات طلایی را برای کار و توسعه ربات دلتا دریافت کرد. همچنین در سال 1999، ABB Flexible Automation شروع به فروش روبات دلتا خود، FlexPicker کرد. در پایان سال 1999، ربات های دلتا نیز توسط سیگپاک سیستم ها فروخته شدند.

در سال 2017، محققان آزمایشگاه میکروروباتیک هاروارد آن را با محرکات پیزو الکتریکی به 0.43 گرم برای 15 میلی متر x 15 میلی متر X 20 میلی متر کوچک کردند، قادر به حرکت یک بار مفید 1.3 گرام در اطراف یک فضای کار 7 میلی متر مکعب با دقت 5 میکرومتر، به سرعت 0.45 متر / ثانیه با سرعت 215 متر / ثانیه و تکرار الگوهای 75 هرتز است.        

طراحی

دوتا ربات های سینما (دست های سبز دارای طول ثابت هستند، در 90° به محور آبی که در اطراف آن چرخش می کنند)

روبات دلتايي سطحي که از حد زيادي فعال شده

روبات دلتا یک روبات موازی است، یعنی از زنجیره های متعدد کینامیتیکی که پایه را با افکتور نهایی متصل می کند، تشکیل شده است. این ربات همچنین می تواند به عنوان یک کلی سازی فضایی از یک پیوند چهار بار دیده شود.

مفهوم اصلی روبات دلتا استفاده از متوازی الاضلاع است که حرکت پلتفرم نهایی را به ترجمه خالص محدود می کند، یعنی فقط حرکت در جهت X، Y یا Z بدون چرخش.

پایه ی روبات بالای فضای کار قرار گرفته و تمام محرکات ها روی آن قرار دارند. از پايه سه بازو ميانگين مفصل دراز ميکنن انتهای این بازوها به یک بستر سه مثلث کوچک متصل شده اند. فعال کردن لینک های ورودی، سیستم سه گوشه را در مسیر X، Y یا Z حرکت می دهد. فعال سازی می تواند با محرکات خطی یا چرخش، با یا بدون کاهش (قود مستقیم) انجام شود.

از آنجا که تمام محرک ها در پایه قرار دارند، بازوها می توانند از مواد ترکیبی سبک ساخته شوند. در نتیجه، قسمت های متحرک روبات دلتا دارای بی حرکت کمی هستند. این اجازه می دهد تا سرعت بسیار بالا و تسریع بالا. داشتن تمام بازوها به هم متصل به افکتور نهایی باعث افزایش سختی ربات می شود، اما حجم کار آن را کاهش می دهد.

نسخه ای که توسط ریموند کلاول توسعه یافته است چهار درجه آزادی دارد: سه حرکت انتقالی و یک چرخش. در این مورد یک پا چهارم از پایه تا وسط بستر مثلث گسترش می یابد و به اثر نهایی یک درجه چهارم آزادی چرخش در اطراف محور عمودی می دهد.

در حال حاضر نسخه های دیگر روبات دلتا توسعه یافته اند:

• دلتا با 6 درجه آزادی: توسعه یافته توسط شرکت Fanuc ، در این ربات یک سینماتیک سریال با 3 درجه آزادی چرخشی بر روی افکتور انتهایی قرار گرفته است.
• دلتا با 4 درجه آزادی: این ربات که توسط شرکت Adept ساخته شده است، 4 متوازی الاضلاع مستقیماً به سکوی انتهایی متصل است به جای اینکه پای چهارمی در وسط پایانه قرار گیرد.
• Pocket Delta : توسعه یافته توسط شرکت سوئیسی Asyril SA ، یک نسخه 3 محوره از ربات دلتا که برای سیستم های تغذیه قطعات انعطاف پذیر و سایر برنامه های کاربردی با سرعت بالا و دقت بالا سازگار شده است.
• درایو مستقیم دلتا: یک ربات سه درجه آزادی که موتور آن به طور مستقیم به بازوها متصل است. شتاب ها می توانند بسیار زیاد باشند، از 30 تا 100 گرم .
• مکعب دلتا: توسعه یافته توسط آزمایشگاه دانشگاه EPFL LSRO، یک ربات دلتا که در یک طرح یکپارچه ساخته شده و دارای اتصالات خمشی-لولا است. این ربات برای کاربردهای با دقت بسیار بالا سازگار شده است.
• چندین ترتیب "مثلث خطی" ایجاد شده است که در آن موتورها به جای چرخش بازو، محرک های خطی را به حرکت در می آورند. چنین آرایش های دلتای خطی می توانند حجم کاری بسیار بزرگتری نسبت به آرایش های دلتای چرخشی داشته باشند.

اکثر روبات های دلتا از محرکات روتر استفاده می کنند. اخیراً از کنترلرهای خطی عمودی (با استفاده از یک طرح دلتا خطی) برای تولید یک طراحی جدید از پرینتر 3D استفاده شده است. این موارد بر روی پرینترهای 3D مبتنی بر لیدکرو معمولی، مزایای دسترسی سریع تر به حجم ساخت بزرگتر را برای سرمایه گذاری قابل مقایسه در سخت افزار ارائه می دهند.

درخواست ها

چاپگر ۳D بزرگ در سبک دلتا

صنایع که از سرعت بالای ربات های دلتا بهره مند می شوند، صنعت مواد غذایی، دارویی و الکترونیک هستند. به دلیل سفتی که دارد، برای جراحی نیز استفاده می شود، به ویژه، Surgiscope یک ربات دلتا است که به عنوان یک سیستم نگهدارنده میکروسکوپی استفاده می شود.

ساختار یک ربات دلتا همچنین می تواند برای ایجاد کنترل کننده های هپتیک استفاده شود. اخیراً، این فناوری به چاپگرهای 3D تطبیق شده است.