Heimsins fyrstaiðnaðar vélmennifæddist í Bandaríkjunum árið 1962. Bandaríski verkfræðingurinn George Charles Devol, Jr. lagði til „vélmenni sem getur á sveigjanlegan hátt brugðist við sjálfvirkni með kennslu og spilun“. Hugmynd hans kveikti neista hjá frumkvöðlinum Joseph Frederick Engelberger, sem er þekktur sem „faðir vélmennanna“ og þar meðiðnaðar vélmennisem heitir „Unimate (= samstarfsaðili með alhliða getu)“ fæddist.
Samkvæmt ISO 8373 eru iðnaðarvélmenni fjölliða stjórnun eða frelsisgráðu vélmenni fyrir iðnaðarsviðið. Iðnaðarvélmenni eru vélræn tæki sem vinna sjálfkrafa vinnu og eru vélar sem treysta á eigin afl og stjórnunargetu til að ná ýmsum aðgerðum. Það getur samþykkt mannaskipanir eða keyrt samkvæmt fyrirfram forrituðum forritum. Nútíma iðnaðarvélmenni geta einnig starfað í samræmi við meginreglur og leiðbeiningar sem gervigreindartæknin hefur mótað.
Dæmigert forrit iðnaðar vélmenni eru suðu, málun, samsetning, söfnun og staðsetning (svo sem pökkun, bretti og SMT), vöruskoðun og prófun osfrv .; allri vinnu er lokið af skilvirkni, endingu, hraða og nákvæmni.
Algengustu vélmennastillingarnar eru liðskipt vélmenni, SCARA vélmenni, delta vélmenni og Cartesian vélmenni (overhead vélmenni eða xyz vélmenni). Vélmenni sýna mismikið sjálfræði: Sum vélmenni eru forrituð til að framkvæma tilteknar aðgerðir ítrekað (endurteknar aðgerðir) af trúmennsku, án tilbrigða og með mikilli nákvæmni. Þessar aðgerðir eru ákvarðaðar af forrituðum venjum sem tilgreina stefnu, hröðun, hraða, hraðaminnkun og fjarlægð röð samræmdra aðgerða. Önnur vélmenni eru sveigjanlegri þar sem þau gætu þurft að bera kennsl á staðsetningu hlutar eða jafnvel verkefnið sem á að framkvæma á hlutnum. Til dæmis, til að fá nákvæmari leiðbeiningar, innihalda vélmenni oft vélsjón undirkerfi sem sjónskynjara, tengd við öflugar tölvur eða stýringar. Gervigreind, eða eitthvað sem er rangt sem gervigreind, er að verða sífellt mikilvægari þáttur í nútíma iðnaðarvélmennum.
George Devol setti fyrst hugmyndina um iðnaðarvélmenni og sótti um einkaleyfi árið 1954. (Einkaleyfið var veitt árið 1961). Árið 1956 stofnuðu Devol og Joseph Engelberger Unimation, byggt á upprunalegu einkaleyfi Devol. Árið 1959 fæddist fyrsta iðnaðarvélmenni Unimation í Bandaríkjunum, sem hóf nýtt tímabil í þróun vélmenna. Unimation veitti síðar Kawasaki Heavy Industries og GKN leyfi fyrir tækni sinni til að framleiða Unimates iðnaðarvélmenni í Japan og Bretlandi, í sömu röð. Um tíma var eini keppinautur Unimation Cincinnati Milacron Inc. í Ohio í Bandaríkjunum. Hins vegar seint á áttunda áratugnum breyttist þetta ástand í grundvallaratriðum eftir að nokkrar stórar japanskar samsteypur fóru að framleiða svipaðar iðnaðarvélmenni. Iðnaðarvélmenni fóru nokkuð hratt í gang í Evrópu og ABB Robotics og KUKA Robotics komu með vélmenni á markaðinn árið 1973. Seint á áttunda áratugnum fór áhugi á vélmenni vaxandi og mörg bandarísk fyrirtæki komu á vettvang, þar á meðal stór fyrirtæki eins og General Electric og General Motors (sem FANUC stofnaði sameiginlegt verkefni með japanska FANUC Robotics). Bandarísk sprotafyrirtæki voru Automatix og Adept Technology. Í uppsveiflu vélfærafræðinnar árið 1984 var Unimation keypt af Westinghouse Electric fyrir 107 milljónir dollara. Westinghouse seldi Unimation til Stäubli Faverges SCA í Frakklandi árið 1988, sem framleiðir enn liðskipt vélmenni fyrir almenna iðnaðar- og hreinherbergi, og keypti jafnvel vélfærafræðideild Bosch seint á árinu 2004.
Skilgreina færibreytur Breyta fjölda ása – Tveir ásar eru nauðsynlegir til að komast einhvers staðar í plani; Þrír ása þarf til að komast hvert sem er í geimnum. Til að hafa fulla stjórn á því að endaarmurinn beinist (þ.e. úlnlið) þarf að hafa aðra þrjá ása (pönnu, halla og velta). Sum hönnun (eins og SCARA vélmenni) fórna hreyfingu fyrir kostnað, hraða og nákvæmni. Frelsisgráður - Venjulega það sama og fjöldi ása. Vinnuumslag – Svæðið í geimnum sem vélmennið getur náð. Hreyfifræði – Raunveruleg uppsetning stífra líkamshluta og liða vélmennisins, sem ákvarðar allar mögulegar hreyfingar vélmennisins. Tegundir vélmennahreyfinga eru liðskipt, kardanísk, samhliða og SCARA. Stærð eða burðargeta - Hversu mikla þyngd vélmenni getur lyft. Hraði – Hversu fljótt vélmennið getur komið endaarmsstöðu sinni í stöðu. Hægt er að skilgreina þessa breytu sem hyrndan eða línulegan hraða hvers áss, eða sem samsettan hraða, sem þýðir hvað varðar endaarmshraða. Hröðun - Hversu hratt ás getur hraðað. Þetta er takmarkandi þáttur, þar sem vélmennið getur ekki náð hámarkshraða sínum þegar það framkvæmir stuttar hreyfingar eða flóknar leiðir með tíðum stefnubreytingum. Nákvæmni - Hversu nálægt vélmenni kemst í þá stöðu sem óskað er eftir. Nákvæmni er mæld sem hversu langt alger staðsetning vélmennisins er frá æskilegri stöðu. Hægt er að bæta nákvæmni með því að nota ytri skynjunartæki eins og sjónkerfi eða innrauða. Afritunarhæfni - Hversu vel vélmenni skilar sér í forritaða stöðu. Þetta er frábrugðið nákvæmni. Það gæti verið sagt að fara í ákveðna XYZ stöðu og það fer aðeins í innan við 1 mm frá þeirri stöðu. Þetta er nákvæmnisvandamál og hægt er að laga það með kvörðun. En ef sú staða er kennd og geymd í minni stjórnandans og hún fer aftur í innan við 0,1 mm frá kenndu stöðunni í hvert sinn, þá er endurtekningarhæfni hennar innan við 0,1 mm. Nákvæmni og endurtekningarnákvæmni eru mjög mismunandi mælikvarðar. Endurtekningarhæfni er venjulega mikilvægasta forskriftin fyrir vélmenni og er svipuð "nákvæmni" í mælingu - með vísan til nákvæmni og nákvæmni. ISO 9283[8] setur aðferðir til að mæla nákvæmni og endurtekningarnákvæmni. Venjulega er vélmenni sendur nokkrum sinnum í kennda stöðu, í hvert sinn er farið í fjórar aðrar stöður og farið aftur í kennda stöðu, og villan er mæld. Endurtekningarnákvæmni er síðan magngreind sem staðalfrávik þessara sýna í þrívídd. Dæmigert vélmenni getur auðvitað verið með staðsetningarvillur sem fara yfir endurtekningarhæfni og þetta getur verið forritunarvandamál. Ennfremur munu mismunandi hlutar vinnuumslagsins hafa mismunandi endurtekningarnákvæmni og endurtekningarhæfni mun einnig vera mismunandi eftir hraða og hleðslu. ISO 9283 tilgreinir að nákvæmni og endurtekningarhæfni sé mæld við hámarkshraða og hámarkshleðslu. Þetta gefur hins vegar svartsýn gögn þar sem nákvæmni og endurtekningarnákvæmni vélmennisins verður mun betri við léttara álag og hraða. Endurtekningarhæfni í iðnaðarferlum hefur einnig áhrif á nákvæmni terminator (svo sem grip) og jafnvel hönnun „fingra“ á gripnum sem eru notaðir til að grípa hlutinn. Til dæmis, ef vélmenni tekur upp skrúfu við höfuðið, getur skrúfan verið í slembihorni. Síðari tilraunir til að setja skrúfuna í skrúfuholið munu líklega mistakast. Aðstæður sem þessar er hægt að bæta með því að „leiða inn“, eins og að gera innganginn að holunni mjókkandi (afskorinn). Hreyfistýring – Fyrir sum forrit, eins og einfaldar samsetningaraðgerðir til að velja og setja, þarf vélmennið aðeins að fara fram og til baka á milli takmarkaðs fjölda fyrirframkenndra staða. Fyrir flóknari notkun, eins og suðu og málningu (úðamálun), verður að stjórna hreyfingunni stöðugt eftir braut í rýminu með tiltekinni stefnu og hraða. Aflgjafi - Sum vélmenni nota rafmótora, önnur nota vökvahreyfla. Hið fyrra er hraðvirkara, hið síðarnefnda er öflugra og er gagnlegt fyrir notkun eins og að mála þar sem neistar gætu valdið sprengingum; hins vegar kemur lágþrýstingsloftið inni í handleggnum í veg fyrir að eldfimar gufur og önnur aðskotaefni komist inn. Drif - Sum vélmenni tengja mótora við samskeytin í gegnum gír; aðrir eru með mótorana beintengda við samskeytin (beint drif). Notkun gíra leiðir til mælanlegs „bakslags“, sem er frjáls hreyfing áss. Minni vélmennaarmar nota oft háhraða, lágt togi DC mótora, sem venjulega krefjast hærri gírhlutfalla, sem hafa þann ókost að bakslagi, og í slíkum tilvikum eru oft notaðir harmonic gírminnkarar í staðinn. Samræmi - Þetta er mælikvarði á hversu mikið horn eða fjarlægð sem kraftur sem beitt er á ás vélmennisins getur fært. Vegna samræmis mun vélmennið færast aðeins lægra þegar það ber hámarks farm en þegar hann ber engan farm. Fylgni hefur einnig áhrif á magn umframkeyrslu í aðstæðum þar sem draga þarf úr hröðun með miklu hleðslu.
Pósttími: 15. nóvember 2024
