델타 로봇

Delta robot
초상화를 그리는[1] 델타 로봇 스케치

델타 로봇은 베이스의 유니버설 조인트에 연결된 세 개의 암으로 구성된 병렬 로봇의[2] 한 유형입니다.주요 설계 기능은 엔드 [3]이펙터의 방향을 유지하는 암의 병렬 사변형을 사용하는 것입니다.반면 Stewart 플랫폼은 엔드 [3]이펙터의 방향을 변경할 수 있습니다.

델타 로봇은 매우 빠를 수 있기 때문에 공장에서 고르고 포장하는 데 널리 사용되고 있으며,[4] 어떤 로봇은 분당 300개까지 고르고 포장할 수고는 매우 빠를 수 있습니다.

역사

상업용 픽앤플레이스 로봇

델타 로봇(평행팔 로봇)은 1980년대 초 에콜 폴리테크니크 페데랄 드 로잔(스위스 [5]EPFL)의 레이몽 클라벨 교수가 이끄는 연구팀에 의해 발명됐다.초콜릿 제조사를 방문한 후, 한 팀원은 프랄린을 [6]포장지에 넣을 수 있는 로봇을 개발하기를 원했다.이 새로운 유형의 로봇의 목적은 당시 산업적으로 필요한 매우 빠른 속도로 빛과 작은 물체를 조종하는 것이었다.

1987년 스위스 회사 드모렉스는 델타 로봇 라이선스를 구입하고 포장 산업용 델타 로봇 생산을 시작했다.1991년 레이몬드 클라벨은 박사학위 논문 '콘셉션던 로봇 파라렐 라피드 4degés de Liberté'[7]를 발표했으며 1999년 델타 로봇 개발과 연구로 황금로봇상을 받았다.또한 1999년에 ABB 플렉시블 오토메이션은 자사의 델타 로봇인 FlexPicker를 판매하기 시작했습니다.1999년 말까지 델타 로봇도 Sigpack Systems에 의해 판매되었다.

2017년 하버드 마이크로로보틱스 연구소의 연구진은 압전 액추에이터로 15mm x 15mm x 20mm를 0.43g으로 소형화했으며, 5마이크로미터 정밀도로 7입방밀리미터 작업 공간 주변을 1.3g의 페이로드를 이동할 수 있으며, 215m/s² 가속 시 0.45m/s에 [8]도달하고 75Hz에서 패턴을 반복할 수 있다.

설계.

델타 로봇 운동학(녹색 암은 회전하는 파란색 축에 대해 90°로 고정된 길이입니다.
오버액션된 평면 델타 로봇.

델타 로봇은 병렬 로봇입니다. 즉, 베이스와 엔드 이펙터를 연결하는 여러 개의 키네마틱 체인으로 구성됩니다.로봇은 4바 링크의 [9]공간적 일반화로도 볼 수 있습니다.

델타 로봇의 주요 개념은 엔드 플랫폼의 이동을 순수 변환(즉, 회전 없이 X, Y 또는 Z 방향으로만 이동)으로 제한하는 병렬 사변형을 사용하는 것입니다.

로봇의 베이스는 작업 공간 위에 장착되며 모든 액추에이터가 워크스페이스 위에 위치합니다.밑부분에서 세 개의 중간 관절 팔이 뻗어 있다.이 팔의 끝은 작은 삼각형 플랫폼에 연결되어 있습니다.입력 링크를 작동하면 삼각 플랫폼이 X, Y 또는 Z 방향으로 이동합니다.작동은 리덕션(직접 구동) 유무에 관계없이 선형 또는 회전식 액추에이터로 수행할 수 있습니다.

액추에이터는 모두 베이스에 위치하기 때문에 암을 가벼운 복합 재료로 만들 수 있습니다.그 결과, 델타 로봇의 이동부는 작은 관성을 가진다.이것에 의해, 매우 고속과 고속의 가속이 가능하게 됩니다.모든 암이 엔드 이펙터에 연결되어 있으면 로봇의 강성은 증가하지만 작업량은 감소합니다.

레이몬드 클라벨이 개발한 버전은 자유도가 [7]4가지입니다: 3번 번역과 1번 순환입니다.이 경우 네 번째 다리는 삼각형 플랫폼의 베이스에서 중앙까지 연장되어 엔드 이펙터에 수직 축을 중심으로 네 번째 회전 자유도를 제공합니다.

현재 다른 버전의 델타 로봇이 개발되었습니다.

  • 6자유도의 델타: Fanuc 회사에서 개발한 이 로봇에서는 3회전 자유도의 직렬 키네마틱이 엔드 이펙터에 배치됩니다.
  • 4자유도의 델타:Adapt사가 개발한 이 로봇은 엔드 이펙터 중간에 네 번째 다리가 있는 대신 4개의 평행사변형을 엔드 플랫폼에 직접 연결합니다.
  • 포켓 델타: 스위스 회사 Asyril SA가 개발한 델타 로봇의 3축 버전으로 유연한 부품 공급 시스템 및 기타 고속 고정밀 애플리케이션에 적합합니다.
  • 델타 다이렉트 드라이브: 모터가 암에 직접 연결된 3자유도 델타 로봇.가속도는 30g에서 100g까지 매우[10] 높을 수 있습니다.
  • 델타 큐브: EPFL 대학 연구실 LSRO에 의해 개발되었으며, 일체형 디자인으로 제작된 플렉시블 힌지 조인트를 가진 델타 로봇입니다.이 로봇은 초고정밀 애플리케이션에 적합합니다.
  • 모터가 암을 회전시키는 대신 선형 액추에이터를 구동하는 여러 "선형 델타" 배열이 개발되었습니다.이러한 선형 델타 배열은 회전 델타 [11][12]배열보다 훨씬 더 큰 작업 볼륨을 가질 수 있습니다.

대부분의 델타 로봇은 회전식 액추에이터를 사용한다.수직 선형 액추에이터는 최근 선형 델타 설계를 사용하여 새로운 디자인의 3D [13][14]프린터를 제작하고 있습니다.이는 기존 리드스크류 기반의 3D 프린터보다 더 빠른 접근성을 제공하여 하드웨어에 대한 동등한 투자를 제공합니다.

적용들

대형 델타 스타일 3D[15] 프린터

델타로봇의 빠른 속도를 활용하는 산업은 포장업, 의료업, 제약업이다.뻣뻣하기 때문에 수술에도 사용됩니다.다른 용도로는 전자 부품 클린룸에서의 고정밀 조립 작업이 있습니다.델타 로봇의 구조는 또한 촉각 [16]컨트롤러를 만드는 데 사용될 수 있습니다.최근에는 이 기술이 3D 프린터에 적용되고 있습니다.이 프린터는 고속으로 약 200달러에 제작할 수 있어 기존의 데카르트 및 CoreXY 프린터와 경쟁할 수 있습니다.

레퍼런스

Wikimedia Commons에는 델타 로봇과 관련된 미디어가 있습니다.
  1. ^ "Sketchy, a home-constructed drawing robot". Jarkman.
  2. ^ Bonev, I. (2001) Delta Parallel Robot - 성공담, 온라인 기사 http://www.parallemic.org/Reviews/Review002.html 에서 입수 가능
  3. ^ a b 본브, I.병렬로봇의 진정한 기원온라인 기사는 http://www.parallemic.org/Reviews/Review007.html에서 구할 수 있습니다.
  4. ^ "Robotics News & Articles".
  5. ^ US 4976582, 레이몬드 주 Clavel, "우주에서의 요소의 이동과 배치를 위한 장치", 1990-12-11년 발행, Sogeva SA에 할당됨
  6. ^ Laure-Anne Pessina (7 March 2012). "Reymond Clavel, creator of the Delta Robot reflects on his career". EPFL.
  7. ^ a b Clavel, R. (1991) 개념 로봇 파라렐 라피드 4 4 degrés de liberté.박사논문, EPFL, 스위스 로잔
  8. ^ Evan Ackerman (17 January 2018). "Harvard's milliDelta Robot Is Tiny and Scary Fast". IEEE Spectrum.
  9. ^ Merlet, J.-P., Parallel Robots, Kluwer Academic Publishers, 2000.
  10. ^ Miller, K., "델타 다이렉트 드라이브 병렬 로봇의 역학 및 모델 기반 제어", 로보틱스 및 메카트로닉스 저널, 제17권, No.4, 페이지 344-352, 1995.
  11. ^ "로봇의 갤러리 - 교수님.레이몬드 클라벨
  12. ^ 레이몬드 클라벨 "로봇 파라렐"
  13. ^ Johann Rocholl (6 February 2012). "Rostock (delta robot 3D printer)". Thingiverse.
  14. ^ Mike Szczys (13 July 2012). "3D printing with a delta robot that seems to simplify the concept".
  15. ^ "Hoosier Daddy – The Largest Delta 3D Printer in the World". 3D Printer World. Punchbowl Media. 23 July 2014. Archived from the original on 26 October 2014. Retrieved 28 September 2014.
  16. ^ Sunny Bains (8 August 2007). "Feeling virtual worlds".