בעת תכנון פרויקט אוטומציה הכולל חפצים נעים או פונקציית תנועה חוזרת כלשהי, הפרויקט ייהנה מהכללת רובוטים. בחירה בסוג הרובוט הנכון תפחית את עלות התכנון ותגדיל את אחוזי ההצלחה. יישומים פשוטים משתמשים רק בקבוצה של תנועות מתוכנתות חוזרות ונשנות, אך הוספת מערכת ראיית מכונה, או הוספת קבוצה של התקני חישת שדה המחוברים למערכת בקרת הרובוט, יכולה לאפשר לרובוט להשיג תנועה אדפטיבית, שיכולה לשנות את התנועה בפועל של רוֹבּוֹט.
ספקי רובוטים יכולים לעזור למשתמשים לבחור מערכות עם יכולות מיקום. באינטרנט ישנם סרטונים רבים המציגים מערכות רובוטיות במגוון תנועות, לכן קחו בחשבון שבצפייה בסרטונים אלו, אם הם מהיצרן, לרוב הרובוט בסרטון פועל בקצה גבול הביצועים שלו. אבל בשימוש מעשי, לא יתכן שהרובוט יפעל ברציפות כאשר הביצועים שלו בגבול.
יצרני רובוטים רבים מציעים תוכנות דוגמנות וסימולציה כדי לעזור ללקוחות לבחור את הרובוט המתאים ביותר לצרכיהם. "LOSTPED" עוזר להגדיר את המידע הדרוש לפיתוח פרמטרים של רובוט, עומס, מגמה, מהירות, תפעול, דיוק, סביבה ומחזור המשימה הם נקודות הנתונים הדרושות לתכנון ועיצוב נכון של מערכת רובוטית או כל יישום בקרת תנועה.
ישנם מספר סוגי רובוטים כלליים שניתן לבחור על ידי הלקוח. לכל רובוט יש כמה תכונות נוספות להתאמה אישית של האפליקציה בהתאם לדרישות הלקוח.
רובוט רב מפרקי
כשרוב האנשים חושבים על רובוטים תעשייתיים, הם מדמיינים איזשהו רובוט רב מפרקי. רובוט מסוג זה מופיע לעתים קרובות בפרסומות טלוויזיה ובסרטונים הקשורים לתעשייה. אין הגדרה קפדנית לרובוט רב מפרקי, המתואר כבעל בסיס קבוע עם 4 עד 6 צירים של מפרקים. למעשה, ישנם רובוטים מפרקים עם פחות כמו 2 צירים ועד 10 צירים. בנוסף, כלי הקצה הרובוטי של הזרוע (EOAT) יכול לספק אפשרויות תנועה נוספות. תכונה סטנדרטית של רובוטים מרובי מפרקים היא היכולת שלהם לפעול בחלל תלת מימד או בסביבת עבודה. מרחב העבודה הגדול ביותר של רובוט מרובה מפרקים דומה לכדור, והוא בדרך כלל מגדיר נקודות בחלל באמצעות מערכת קואורדינטות קוטבית.
הרובוט הרב-מפרק נמצא בשימוש נרחב בגלל טווח העבודה הגדול שלו, הוא יכול למקם את כלי הקצה של זרוע הרובוט על מספר כמעט אינסופי של מישורים כמעט בכל זווית. לדוגמה, בריתוך, רובוט מרובה מפרקים המשתמש בשתי טכניקות הריתוך הוא רציף וניתן לחזור על עצמו יותר מאדם. כאשר חומר העבודה נמצא במצב קבוע, פיית הריתוך יכולה לאתר במדויק את המרחק, הזווית והמהירות האופטימליים. גם אם חומר העבודה אינו מאונך לבסיס הרובוט, הרובוט יכול להשתמש בלייזר התלת-ממדי ובראיית המכונה לבדיקה מדויקת וניתנת לחזרה. יישומים אחרים של רובוטים מרובי מפרקים כוללים צביעה, קידוח, הקשה, חיתוך, איסוף ומקום, טיפול בחומרים, אריזה והרכבה.
בין סוגי הרובוטים הנדונים במאמר זה, רובוטים מרובי מפרקים מתומחרים גבוה יותר. תכנות תנועות פשוטות של רובוט מרובה מפרקים יכול להתבצע בדרך כלל על ידי לימוד נקודות ופעולות ישירות, ומיקום מורכב דורש כתיבת קוד לבקר. עובדי שטח יכולים לשנות או לכוונן את מיקומו של הרובוט.
רובוט SCARA
לרובוט הזרוע הרובוטית (SCARA) יש בסיס מוצק במצב קבוע, זרוע הרובוט שלו מקובעת על ציר z, תוך כדי סיבוב בציר ה-xy. קיים מפרק נוסף של ציר xy באמצע זרוע הרובוט, מפעיל ליניארי בקצה הזרוע גורם לציר Z לנוע ב-90 מעלות למישור הבסיס, ולמפעיל הליניארי יש ציר θ נוסף. אז לרובוט הסקארה יש ארבעה צירים בסך הכל. במובנים רבים, הרובוט SCARA מחקה את התנועה של זרוע אנושית, ומרחב העבודה הגדול ביותר של הרובוט שווה ערך לחלק מגליל.
בפעולה, זרוע הרובוט SCARA יכולה לפעול במהירות גבוהה תוך שמירה על מיקום דיוק גבוה. אם מטוסי ההפעלה כולם מקבילים זה לזה, טיפול בחומרים והרכבת המוצר יכולים להיעשות לרוב באמצעות זרוע הרובוט SCARA. השימוש בלייזר תזוזה בקצה הכלי מאפשר פונקציות של מכשיר מדידת קואורדינטות מעוקבות (CMM) במהירות גבוהה על פס הייצור. רובוט SCARA המצויד במערכת ראיית מכונה יכול להשלים בדיקה מדויקת ללא מגע. התקנת לייזרים, חותכי פלזמה ונתבים בקצה הכלי של הזרוע הרובוטית מאפשרת פעולות תחריט, חיתוך וכרסום מדויקות.
משקל החפץ שנושא הרובוט SCARA יוצר עומסים רדיאליים על המפרקים המסתובבים שלו, כך שהמיסבים שלו חייבים להיות חזקים מספיק כדי לתפקד באופן מלא לאורך אורך החיים הצפוי של הרובוט. המומנטום של עומס הרובוט SCARA לא חייב להיות כל כך גבוה עד שהמנועים יאטו והזרוע תפסיק לנוע.
רובוט קואורדינטות מלבניות
רובוטים קרטזיניים יכולים לעתים קרובות להתמודד עם עומסים כבדים יותר מאשר רובוטים מרובי מפרקים או רובוטים SCARA בעלות נמוכה יותר. רובוט הקואורדינטות המלבניות משתמש במבנה המסגרת כדי לחלוק את משקל העומס (איור 3). הרובוט הקרטזיאני נע באופן ליניארי בצירי x, y ו-z, והוא גם מוגבל לנוע בתוך מסגרת שאורכה יכול להיות מאות או אלפי מטרים או רגל. המסגרת יכולה להיות שקופית ליניארית סטנדרטית או חצי סטנדרטית ובורג כדורי, ארכיטקטורה כזו מאפשרת לרובוט מסוג קואורדינטות מלבניות לשנות מטרה במידת הצורך. מרחב העבודה של הרובוט מסוג קואורדינטות קרטזיות דומה למלבן, והוא משתמש במערכת קואורדינטות קרטזית למיקום.
רובוטים קואורדינטות מלבניות משמשים לעתים קרובות לאיסוף והצבת מוצרים, אך גם ליישם חומרי איטום, נתבים לבקרה, לייזרים ומכונות חיתוך פלזמה או כל תנועה המתאימה לסביבת העבודה של הרובוט.
רובוט דלתא
לרובוט הדלתא יש שלוש סטים מקבילים של זרועות ומפעילים סיבוביים או ליניאריים. כאשר מופעל כוח על המפעיל, גורם הקצה נע בצירי x, y ו-z אך אינו מסתובב. הרובוט של דלתא מיועד לאיסוף ולמקום עם עומסים קלים, אך שימושים אחרים כוללים הדפסת תלת מימד, ניתוח ופעולות הרכבה. רובוטי דלתא משתמשים בזרועות קלות משקל בעלות אינרציה מועטה מאוד והן נעות מהר מאוד. בניגוד למניפולטור, רובוט הדלתא יכול לנוע בתנועה מעגלית של 360-מעלות בתוך סביבת העבודה שלו.