Das Entwerfen einer umfassenden Automatisierung für Hochgeschwindigkeits-Pick-and-Place-Anwendungen gehört zu den schwierigsten Aufgaben, mit denen Bewegungsingenieure konfrontiert sind. Da Robotersysteme komplexer werden und die Produktionsraten immer höher steigen, müssen die Systemdesigner mit den neuesten Technologien auf dem Laufenden bleiben oder das Risiko eingeräumt, ein weniger als optimales Design anzugeben. Lassen Sie uns einige der neuesten verfügbaren Technologien und Komponenten überprüfen und sich genau ansehen, wo sie verwendet werden.

Roboterarme passt kompakte Konstruktionen an

Industrie -Roboterarme sind normalerweise nicht dafür bekannt, Licht auf den Füßen zu haben. Vielmehr haben die meisten wesentliche Konstruktionen, die eine starke Werkzeuge des Armes unterstützen müssen. Trotz der Vorteile eines robusten Designs sind diese Roboterarme zu schwer und sperrig für empfindliche Anwendungen. Um flinkere Arme für leichte Aufgaben besser angemessen zu machen, machten sich die Ingenieure von Igus Inc., die in Köln, Deutschland, eine Mehrfach-Achsen-Verbindung entwickeln, um kleine Lasten um einen Trottel zu schwenken. Die neue Verbindung eignet sich gut für empfindliche Pick-and-Place-Anwendungen, bei denen die Greiferkraft bei Bedarf eingestellt werden kann.

Flexibilität und geringes Gewicht sind wichtige Konstruktionsparameter für das neue Gelenk, die aus Kunststoff- und Kabelsteuerungen besteht. Kurz gesagt, die Kabel werden von Faulhaber Compact -bürstenlosen DC -Servomotoren aus dem Armschultergelenk des Armes bewegt, was Trägheit im Arm verhindert, die dynamische Bewegung erleichtert und den Design -Fußabdruck minimiert.

Ingenieure basiert auf dem menschlichen Ellbogengelenk ein Großteil ihres Designs, so dass zwei DOFs - Rotation und Schwenk - zu einem einzigen Gelenk kombiniert werden. Ähnlich wie bei einem menschlichen Arm ist der schwächste Teil des Roboterarms nicht die Knochen (Körperrohr des Roboterarms) oder Muskeln (der Antriebsmotor), sondern die Sehnen, die die Kraft übertragen. Hier bestehen Hochspannungskontrollkabel aus einem super-starken UHMW-PE-Polyethylenmaterial mit einer Zugfestigkeit von 3.000 bis 4.000 n/mm2. Über herkömmliche Roboter-Armfunktionen wie Pick-and-Place-Anwendungen ist das Gelenk auch für spezielle Kamerasarkte, Sensoren oder andere Werkzeuge geeignet, in denen eine leichte Konstruktion erforderlich ist. Ein magnetischer Winkelpositionssensor ist für hohe Präzision in jede Verbindung integriert.

Die elektronisch putierten Servomotoren verfügen über eine für den dynamische Gebrauch geeignete niedrige bewegende Masse: Die 24 VDC-Betriebsspannung ist für den Batteriestrom ausgelegt, was für die Verwendung in mobilen Anwendungen entscheid Armbetrieb. Darüber hinaus haben diese bürstenlosen Laufwerke neben dem Rotor -Lager keine Tragekomponenten, um ein Lebensdauer von Zehntausenden von Stunden zu gewährleisten.

Lineares Bewegungssystem beschleunigt Laborautomatisierung

Neben den traditionellen Verpackungs- und Montagevorgängen proliferiert auch Pick-and-Place in der Hochgeschwindigkeits-Laborautomatisierung. Stellen Sie sich vor, Sie manipulieren jeden Tag Millionen von Bakterienproben, und Sie werden eine Vorstellung davon haben, was die heutigen Biotech -Labore erwarten sollen. In einem Setup ermöglicht ein fortschrittliches lineares Bewegungssystem einen Biotech-Laborroboter namens Rotor, um Arrays von Zellen von Zellen mit Rekordgeschwindigkeiten von mehr als 200.000 Proben pro Stunde zu stecken. Rotor stammt aus Sängerinstrumenten, Somerset, Großbritannien, und wird als Benchtop -Automatisierungssystem für genetische, Genom- und Krebsforschung verwendet. Einer dieser Roboter dient häufig mehrere verschiedene Labors, wobei Wissenschaftler kurze Zeitfenster für die Replikation, Paarung, Wiederherstellung und Unterstützung von Bakterien und Hefebibliotheken reservieren.

Ein Echtzeit-Controller verarbeitet die drei Bewegungsachsen, die die Punkt-zu-Punkt-Pinning-Moves des Roboters sowie eine Achse der Probenhandlungen sowie die Schnittstelle zur GUI des Roboters koordinieren. Darüber hinaus verwaltet der Controller auch alle E/A -Kanäle.

Neben dem Controller lieferte Baldor auch eine lineare Servomotorin und Antrieb sowie drei integrierte Schrittmotor- und Antriebsmodule. Der Roboter führt Punkt-zu-Punkt-Übertragungen von Quelle zu Zielplatten entlang einer linearen Servomotorachse durch, die entlang der Breite der Maschine verläuft. Diese Achse unterstützt einen zweiachsigen Stepper-Motorkopf, der die Pinning-Aktion steuert. Tatsächlich kann die kombinierte XYZ -Bewegung sogar Proben mit einer komplexen helikalen Bewegung umrühren. Die separate Stepper -Motorachse steuert den Lademechanismus der Stiftköpfe. Pneumatische Greifer und Rotatoren steuern andere Maschinenbewegungen wie die Abholung und Entsorgung von Pinheads zu Beginn und am Ende der Operationen.

Der Sänger beabsichtigte ursprünglich, einen pneumatischen Antrieb für die Hauptquerachse zu verwenden, aber dieses Design konnte nicht die gewünschte Positionierungsauflösung oder -geschwindigkeit liefern und war für eine Laborumgebung zu laut. Dann begannen die Ingenieure, lineare Motoren zu berücksichtigen. Baldor erstellte einen benutzerdefinierten linearen bürstenlosen linearen Servomotor mit mechanischen Modifikationen an der linearen Spur, sodass er nur an seinen Enden und nicht entlang seiner Länge unterstützt werden kann. Daher fungiert der für die Y- und Z-Achsen mit X-Achsen tätig. Schließlich minimiert das Magnetdesign des linearen Motors das Abkaufen, um eine reibungslose Bewegung zu ermöglichen.