پروژه کنترل تطبیقی ربات حداقل سه درجه آزادی درس کنترل غیرخطی

ربات پوما

«بازوی ماهر چند منظوره قابل برنامه نویسی»

یا

«ماشین برنامه پذیر یونیورسالِ مونتاژ»

اولین بار، ربات صنعتی پوما در سال 1978 در بخش رباتیک شرکت یونیورسال تکمیل و ساخته شد اولین مشتری این ربات ، کمپانی جنرال موتور بود بازوی ماهر هنرمند پوما تا سال 1986 تنها توسط یونیورسال تولید می شد با اتمام لیسانس آن ، شرکت کازاواکی نیز به تولید آن مشغول شد در سال 1988 این پروژه  توسط وستینگهاوس به کمپانی سوئیسی استیبالی فروخته شد بخش مهندسی رباتیک نوکیا موفق به ساخت، حدود 1500 دستگاه از این ربات درسال های  دهه 1980 شد مدل پوما 560 بیشترین مشتری را داشت نوکیا بخش مهندسی رباتیک خود را در سال 1990 فروخت و در سال 2002 تشکیلات « کنترل ، رباتیک و جوشکاری» جنرال موتور ، اولین نمونه اصلی ربات پوما را به موسسه اسمیتسون موزه ملی هدیه داد .

ربات پوما چیست ؟

به هر بازو  صنعتی که دارای ساختار RRR می باشد (یعنی دارای سه مفصل از نوع لولایی (دورانی) باشد) و و محور های مفاصل  دوم و سوم با هم موازی بود و آن دو  بر محور مفصل اول عمود باشند ( مطابق شکل)  ، پوما می گویند .

از نام های دیگر پوما می توان به بازوی ماهر هنرمند ، بازوی ماهر شبه انسان ، بازوی ماهر چرخان ، بازوی ماهر آرنجی ، بازوی رباتیک مفصلی و .... اشاره کرد .

درجات آزادی

درجات آزادی به معنای حداقل تعداد مختصات لازم برای مشخص کردن وضعیت جسم است برای دسترسی به هر نقطه در صفحه به دو درجه آزادی و برای دسترسی به هر نقطه در فضا به سه درجه آزادی نیازمندیم  همچنین برای جهت گیری ابزار در صفحه به یک درجه آزادی و برای جهت گیری ابزار در فضا به سه درجه آزادی دیگر نیاز مندیم  بازو پوما با داشتن سه محور ، دارای سه درجه آزادی برای رفتن به هر موقعیتی می باشد معمولا به انتهای بازو پوما ، مچ کروی نصب می گردد  این مچ به ربات پوما توانایی  جهت گیری با سه درجه آزادی را می دهد بنابراین ربات پوما (بازو چرخان به همراه مچ کروی) دارای 6 درجه آزادی می باشد که به ربات قابلیت مانور بسیار بالایی می دهد و می تواند به هر نقطه ای حرکت کند و ابزار را در هر جهتی قرار دهد.

اتصال سه رابط لولایی پی در پی با محور های عمود و موازی ، ساختاری شبیه دست انسان را به این ربات می دهد به همین دلیل به آن ، بازوی ماهر شبه انسان می گویند این ترکیب یک فضای بزرگ آزادی حرکت ، در یک فضای فشرده، را فراهم می سازد سرعت ، دقت و چالاکی این ربات از جمله مزایایی می باشد که این طرح را جذاب و  مورد پسند عموم ساخته است و این موارد از ویژگی های این ربات است.

جهت مقایسه پوما با ربات های دیگر باید در مورد مفصل ها اندکی بدانیم مفصل ها ی لولایی نسبت به مفصل های کشویی دارای قیمت کمتر و ساخت راحت تر می باشند و همچنین موتور های الکتریکی دورانی نسبت به موتور های الکتریکی خطی و جک های هیدرولیکی و نیوماتیکی دارای قیمت کمتر و کنترل پذیری بیشتری می باشند ربات صنعتی پوما به علت استفاده از  مفاصل لولایی و موتور های دورانی دارای سرعت و دقت بیشتر و قیمت کمتر نسبت به سایر ربات های صنعتی دارای جایگاه ویژه ای در صنعت می باشد این تفاوت وقتی بدانیم 70 درصد ربات های صنعتی از این نوع می باشند بیشتر آشکار می شود.

کاربردهای ربات های صنعتی پوما

مونتاژ – بسته بندی – جوشکاری – رنگ پاشی – برش – تراشکاری – جابه جایی محصول – بسته بندی – جراحی های پزشکی – نمونه گیری - پولیش کاری – کنترل کیفیت – امنیتی و غیره