Diseñar una automatización integral para aplicaciones de alta velocidad de selección y lugar se encuentra entre las tareas más desafiantes que enfrentan los ingenieros de movimiento. A medida que los sistemas robóticos se vuelven más complejos y las tasas de producción aumentan cada vez más, los diseñadores de sistemas deben mantenerse al día con las últimas tecnologías o arriesgarse a especificar un diseño menos que óptimo. Revisemos algunas de las últimas tecnologías y componentes disponibles, además de ver de cerca dónde encuentran el uso.

Diseños compactos de traje de armas de robot

Los brazos de robot industriales generalmente no son conocidos por ser ligeros en sus pies. Por el contrario, la mayoría tiene construcciones sustanciales que deben admitir herramientas pesadas de fin de armamento. A pesar de las ventajas de un diseño resistente, estos brazos robóticos son demasiado pesados ​​y voluminosos para aplicaciones delicadas. Para hacer que los brazos de Nimbler sean más apropiados para tareas de luz, los ingenieros de IGUS Inc., que trabajan en Colonia, Alemania, se propusieron desarrollar una articulación múltiple para permitir que las cargas pequeñas giren alrededor de un plato. La nueva articulación es muy adecuada para delicadas aplicaciones de selección y lugar donde la fuerza de la pinza se puede ajustar según sea necesario.

La flexibilidad y el peso ligero son parámetros de diseño clave para la nueva junta, que consiste en controles de plástico y cables. En resumen, los cables se mueven de la articulación del hombro del brazo por los servomotores de CC sin escobillas compactos de Faulhaber, que evita la inercia en el brazo, facilita el movimiento dinámico y minimiza la huella de diseño.

Los ingenieros basaron gran parte de su diseño en la articulación del codo humano, por lo que dos DOF, rotación y giro, se combinan en una sola articulación. Similar a un brazo humano, la parte más débil del brazo del robot no son los huesos (el tubo del cuerpo del brazo del robot) o los músculos (el motor de accionamiento), sino los tendones, que transfieren la potencia. Aquí, los cables de control de alta tensión están hechos de un material de polietileno UHMW-PE súper fuerte con una resistencia a la tracción de 3.000 a 4,000 N/mm2. Más allá de las funciones tradicionales del brazo robot, como las aplicaciones de selección y el lugar, la junta también es muy adecuada para accesorios especiales de cámara, sensores u otras herramientas donde se requiere una construcción ligera. Un sensor de posición de ángulo magnético está integrado en cada articulación para alta precisión.

Los servomotores conmutados electrónicamente cuentan con una masa de baja móvil adecuada para un uso dinámico: el voltaje operativo de 24 V CC está diseñado para la energía de la batería, crucial para su uso en aplicaciones móvil Operación del brazo. Además, estas unidades sin escobillas no tienen componentes de uso además del cojinete del rotor, asegurando una vida útil de decenas de miles de horas.

Automatización de laboratorio del sistema de movimiento de movimiento lineal

Más allá de las operaciones tradicionales de empaque y ensamblaje, Pick-and-Place también se proliferan en la automatización de laboratorio de alta velocidad. Imagine manipular millones de muestras de bacterias todos los días y tendrá una idea de lo que se espera que maneje los laboratorios de biotecnología de hoy. En una configuración, un sistema de movimiento lineal avanzado está permitiendo un robot de laboratorio de biotecnología llamado rotor a las matrices de células a velocidades récord de más de 200,000 muestras por hora. El rotor proviene de Singer Instruments, Somerset, Reino Unido, y se utiliza como un sistema de automatización de benchtop para la investigación genética, del genoma y del cáncer. Uno de estos robots a menudo sirve a varios laboratorios diferentes, con científicos que reservan espacios de tiempo cortos para replicar, aparearse, reiniciarse y respaldar bacterias y bibliotecas de levadura.

Un controlador en tiempo real maneja los tres ejes de movimiento que coordinan los movimientos de fijación punto a punto del robot, así como un eje de manejo de muestras, y también interfaces con la GUI del robot. Además, el controlador también administra todos los canales de E/S.

Además del controlador, Baldor también suministró un servomotor lineal y una unidad y tres módulos integrados de motor y accionamiento paso a paso. El robot realiza transferencias punto a punto de placas de origen a destino a lo largo de un eje servomotor lineal que se ejecuta a lo largo del ancho de la máquina. Este eje admite una cabeza del motor paso a paso de dos ejes que controla la acción de fijación. De hecho, el movimiento XYZ combinado puede incluso agitar muestras usando un movimiento helicoidal complejo. El eje del motor paso a paso separado controla el mecanismo de carga de los cabezas de alfiler. Las miras neumáticas y los rotadores controlan otros movimientos de la máquina, como la recolección y eliminación de cabezas de alfiler al principio y el final de las operaciones.

El cantante originalmente tenía la intención de usar una unidad neumática para el eje transversal principal, pero este diseño no pudo suministrar la resolución o velocidad de posicionamiento deseada, y era demasiado ruidoso para un entorno de laboratorio. Fue entonces cuando los ingenieros comenzaron a considerar motores lineales. Baldor creó un servomotor lineal sin escobillas personalizado con modificaciones mecánicas a la pista lineal, lo que permite que sea compatible solo en sus extremos, en lugar de a lo largo de su longitud, por lo que el Forter del motor actúa como un pórtico de eje X que transporta los ejes Y y Z. Finalmente, el diseño del imán del motor lineal minimiza los engranajes para permitir el movimiento suave.