Las operaciones de fabricación y envasado utilizando material manual o operaciones de manejo de piezas pueden obtener beneficios inmediatos de la automatización con robots cartesianos de viaje de larga duración que tienen herramientas personalizadas de finalización (EAT) y capacidades de detección avanzada. Estos robots pueden admitir una variedad de máquinas para realizar tareas manuales, como tender a máquina o transferir piezas en proceso.

Los robots cartesianos consisten en dos o más etapas de posicionamiento lineal coordinadas ... por lo que puede no ser lo primero que me viene a la mente si un ingeniero de diseño es nuevo para la automatización. Muchos equiparan robots con la robótica articulada de seis ejes que la industria se aplica cada vez más en los pisos de fábrica. Incluso los ingenieros de automatización experimentados pueden dar a los robots cartesianos un corto petición ... centrando la atención en los modelos de seis ejes. Sin embargo, ignorar los beneficios de un sistema cartesiano de viaje largo puede ser un error costoso, especialmente en aplicaciones que requieren que el robot:

1. Tend múltiples máquinas

2. Alcanzar largas longitudes

3. Realizar operaciones simples y repetitivas.

El problema con los robots de seis eje

Por una buena razón, los robots de brazos articulados son prominentes en innumerables instalaciones de fabricación y envasado automatizados ... especialmente en el ensamblaje electrónico y la industria médica. Cuando el tamaño correcto, tales brazos robóticos pueden manejar grandes cargas útiles con la flexibilidad de realizar muchas tareas automatizadas diferentes comandadas por programación (y complementada por cambios de herramientas de fin de armamento). Pero los robots de seis ejes pueden ser costosos y requieren alta densidad de robots. Este último es un término que indica que una instalación probablemente necesitará un robot separado para cada una o dos máquinas de embalaje. Por supuesto, existen robots de seis ejes más grandes y caros con alcance para servir más de un par de máquinas, pero incluso estas son soluciones subóptimas porque obligan a los ingenieros de plantas a colocar máquinas alrededor de un robot muy grande. Los robots de brazo articulados también requieren protección de seguridad; consumir un valioso espacio en el piso; y programación y mantenimiento de empleados calificados.

El caso de los sistemas lineales cartesianos de viaje largo

Los robots cartesianos superan a las opciones robóticas de seis ejes en gran parte porque reducen la densidad del robot requerido. Después de todo, un robot de transferencia cartesiana de viaje largo puede tender múltiples máquinas sin la necesidad de reorganizar máquinas alrededor del robot.

Transferir robots instalados sobre las máquinas que tienden a no consumen espacio en el piso ... lo que a su vez también reduce los requisitos de protección de seguridad. Además, los robots cartesianos requieren poca programación y mantenimiento después de la configuración inicial.

Una advertencia es que las capacidades de los sistemas de robótica cartesiana varían ampliamente. De hecho, si los ingenieros investigan robots cartesianos en línea, encontrarán muchos sistemas más pequeños optimizados para operaciones de selección y lugar en producción o maquinaria de ensamblaje. Estas son etapas esencialmente lineales integradas en soluciones cartesianas estándares, muy diferentes a los robots de transferencia útiles en operaciones más grandes y necesitan satisfacer los siguientes parámetros.

Largos viajes:Cualquier robot comprado para atender múltiples máquinas grandes debe tener trazos a 50 pies o más.

Múltiple carro y herramientas personalizadas de fin de armamento:Los robots de transferencia largos son máximas cuando se equipan con múltiples carruajes de actuación independiente para viajar por el eje principal ... permitiendo a un robot cartesiano determinado la capacidad de hacer el trabajo de muchos. Aumento de esta productividad son herramientas especialmente diseñadas para manejar los bienes de manera más efectiva que la EAT, como la aspiradora o las puntas de los dedos. En muchos casos, la EAT personalizada también puede simplificar los diseños de los sistemas de manejo de materiales que trabajan junto con el robot cartesiano.

Arquitectura de control simplificada:Algunos robots cartesianos más nuevos evitan las arquitecturas de control tradicionales basadas en motores, unidades y controladores separados para servomotores integrados (completos con servodrives) para rechazar la necesidad de un gabinete de control. Las aplicaciones de robot cartesiano más complejos aún pueden exigir una arquitectura tradicional ... pero los servomotores integrados manejan hábilmente los requisitos de control de movimiento punto a punto de la mayoría de los robots cartesianos. Cuando un ingeniero de diseño puede usar servomotores integrados, este último puede ayudar a maximizar la ventaja de costos de una automatización basada en cartesianos.

Uso selectivo:Debido a que los robots cartesianos se montan arriba o detrás de las máquinas, también permiten a los usuarios ejecutar las máquinas manualmente cuando sea necesario, por ejemplo, para una corta ejecución de un tamaño especial. Este uso selectivo es difícil con los robots de seis ejes montados en el piso que pueden bloquear el acceso a las máquinas.

Ejemplo específico de robot cartesiano

Algunos robots cartesianos ofrecen golpes superiores a 50 pies incluso mientras se entregan velocidades a 4 m/seg. Los carruajes estándar pueden incluir una tecnología de accionamiento de doble cinturón; Algunos otros carruajes contienen una correa de transmisión superior que boques continuamente dentro. Este último evita la hundición del cinturón en las disposiciones invertidas o en voladizo y permite que múltiples carruajes independientes operen simultáneamente en un eje.

Los cinturones largos complican el diseño del robot cartesiano, ya que degradan la rigidez de la línea de transmisión (que a su vez degrada el rendimiento). Esto se debe a que mantener un valor de tensión dado en correas largas es un desafío ... y (empeorar las cosas) la tensión de la correa es asimétrica y variable. El problema hace que los cinturones de recirculación prolongados sean una opción de bajo rendimiento, quisquilloso y costoso para un posicionamiento preciso.

En contraste, las etapas lineales de motores en movimiento mantienen las longitudes de la correa cortas y apretadas y alojadas dentro del carro para que puedan responder a los controles informados por el codificador. La precisión se mantiene independientemente de la longitud del sistema de transferencia cartesiana ... ya sea 4 m o 40 m.

Ejemplo de aplicación en la industria del envasado

Las unidades de transferencia de robot cartesiano de viaje largo funcionan en aplicaciones de alimentación, cartón y formación de bandejas y pueden manejar operaciones de paletización y despaletización.

Considere el envasado de productos. En una solicitud reciente para una empresa de envases agrícolas en el Valle Central de California, un fabricante suministró robots de transferencia de larga data para integrarse sin problemas con el sistema de formador de bandeja ipak existente. Cada robot tiende a cuatro máquinas a la vez, llenándolas con hojas apiladas de cartón corrugado. Los robots de pórtico de tres ejes se basan en etapas servomotor lineales de cinturón de servicio pesado para longitudes de viaje ilimitadas, carruajes que se mueven independientemente y la capacidad de montar el escenario en cualquier orientación. El eje más largo en uno de esos robot se extiende sobre el banco de los formadores de bandejas con un derrame cerebral superior a 50 pies.

Para entregar hojas de cartón corrugado en las cuatro máquinas de formación de bandejas, un robot primero elige una carga de cartón de un muelle personalizado contiene paletas de hoja de cartón corrugadas. El robot luego entrega una carga de cartón a cada bandeja anterior. Gracias su velocidad (a 4 m/seg) El robot puede ritmo fácilmente en cuatro formadores de bandejas, incluso a una salida a 35 bandejas por minuto.

La guardia de seguridad utiliza puertas deslizantes y sensores que aumentan de las máquinas cuidadas para cercar el robot según sea necesario para una solución que sea menos costosa que la de los robots de seis ejes montados en el piso.

También se incluyen en este sistema todos los controles y EOT personalizados capaces de trabajar con pilas de hojas corrugadas que varían impredeciblemente en altura y peso. Las herramientas pueden manejar las cargas útiles de 50 kg de problemas. La solución alivia a los operadores que una vez tuvieron que levantar paquetes de cartón de las paletas y inclinarse para ponerlos en las máquinas de formación. La automatización de estas tareas ha liberado al personal para centrarse en un trabajo menos agotador. Los robots de transferencia de largas son solo un ejemplo de lo que es posible con los sistemas de robots cartesianos en la configuración de embalaje. Algunos proveedores también han desarrollado sistemas paletizantes y de despaletización basados ​​en enfoques cartesianos similares. Todos estos robots emplean tres etapas lineales equipadas con sensores, controles y herramientas de fin de brazo para una automatización de empaque máxima y eficiente.