Kattavan automaation suunnittelu nopean nouto-sovellusten sovelluksille on yksi haastavimmista tehtävistä, joihin liikeinsinöörit kohtaavat. Kun robottijärjestelmät muuttuvat monimutkaisemmiksi ja tuotantoasteet nousevat yhä korkeammalle, järjestelmäsuunnittelijoiden on pysyttävä uusimpien tekniikoiden tai riskien kanssa, jotka määrittelevät vähemmän kuin optimaalisen suunnittelun. Tarkastellaan joitain uusimpia käytettävissä olevia tekniikoita ja komponentteja sekä tarkastella tarkkaan, missä he löytävät käyttöä.

Robottivarsipuku kompakteja malleja

Teollisuusrobottivarret eivät yleensä tunneta kevyestä jaloilleen. Pikemminkin useimmissa on huomattavia rakenteita, joiden on tuettava raskaita käsivarren lopputyökaluja. Tukan suunnittelun eduista huolimatta nämä robottivarret ovat liian raskaita ja tilaa vieviä levyjä varten. Igus Inc. -yrityksen insinöörit, jotka työskentelevät Kölnissä, Saksassa, tekivät moni-akselin nivelen, jotta pienet kuormat voivat kääntyä putken ympärille. Uusi nivel sopii hyvin herkille nouto- ja paikkakäyttöisille sovelluksille, joissa tarttuvuusvoimaa voidaan säätää tarpeen mukaan.

Joustavuus ja kevyt ovat uuden nivelten avainsuunnitteluparametrit, jotka koostuvat muovista ja kaapelin hallinnoista. Lyhyesti sanottuna, kaapelit siirretään käsivarteen olkapäästä Faulhaber Compact Brushless DC -servotorit, jotka estävät käsivarren hitauden, helpottaa dynaamista liikettä ja minimoi suunnittelun jalanjäljen.

Insinöörit perustuivat suuren osan suunnittelustaan ​​ihmisen kyynärpään niveliin, joten kaksi DOF: tä - kierto ja kääntö - yhdistetään yhdeksi niveliksi. Samanlainen kuin ihmisen käsivarsi, robottivarren heikoin osa ei ole luut (robotin varren vartalo) tai lihakset (käyttömoottori), vaan jänteet, jotka siirtävät voimaa. Täällä korkeajännitteen ohjauskaapelit on valmistettu erittäin vahvista UHMW-PE-polyeteenimateriaalista, jonka vetolujuus on 3000-4000 n/mm2. Perinteisten robottivarsitoimintojen, kuten nouto- ja paikkakäyttöisten sovellusten lisäksi, nivel sopii hyvin myös erityisiin kameran varusteisiin, antureihin tai muihin työkaluihin, joissa vaaditaan kevyttä rakennetta. Magneettinen kulma -asennon anturi on rakennettu jokaiseen niveliin tarkkaan.

Elektronisesti kompensoiduissa servomoottoreissa on vähän dynaamista käyttöön sopivaa liikkuva massa: 24 VDC käsivarren toiminta. Lisäksi näillä harjattomilla asemilla ei ole roottorin laakerin lisäksi käyttäviä komponentteja, mikä varmistaa kymmenien tuhansien tuntien käyttöikä.

Lineaarinen liikejärjestelmä nopeuttaa laboratorioautomaatiota

Perinteisten pakkaus- ja kokoonpanotoimintojen lisäksi nouto- ja paikka lisääntyy myös nopean laboratorion automaatiossa. Kuvittele, että manipuloi miljoonia bakteerinäytteitä joka päivä, ja sinulla on käsitys siitä, mitä nykypäivän biotekniikan laboratorioiden odotetaan käsittelevän. Yhdessä asennuksessa edistyksellinen lineaarinen liikejärjestelmä mahdollistaa biotekniikan laboratoriorobotin, jota kutsutaan roottoriksi solujen kiinnitysryhmille ennätyksellisillä nopeuksilla yli 200 000 näytettä tunnissa. Roottori on kotoisin Singer Instrumentsista, Somersetistä, Iso -Britanniasta, ja sitä käytetään benchtop -automaatiojärjestelmänä geneettiselle, genomi- ja syöpätutkimukselle. Yksi näistä roboteista palvelee usein useita erilaisia ​​laboratorioita, ja tutkijat, jotka varaavat lyhyet aikavälien replikoimaan, pariutumiseen, uudelleenharjoittamiseen ja varmuuskopiointiin bakteereihin ja hiivakirjastoihin.

Reaaliaikainen ohjain käsittelee kolme liikeliakselia, jotka koordinoivat robotin pisteestä pisteen kiinnitysliikkeitä, samoin kuin näytteenkäsittelyakselia, ja myös rajapinnat robotin käyttöliittymän kanssa. Lisäksi ohjain hallinnoi myös kaikkia I/O -kanavia.

Ohjaimen lisäksi Baldor toimitti myös lineaarisen servomoottorin ja aseman sekä kolme integroitua askelmoottoria ja käyttömoduulia. Robotti tekee pisteestä pisteeseen siirrot lähteestä kohdelevyille lineaarista servomoottoria-akselia pitkin, joka kulkee koneen leveyttä pitkin. Tämä akseli tukee kahden akselin askelmoottorin päätä, joka ohjaa kiinnitystoimenpidettä. Itse asiassa yhdistetty XYZ -liike voi jopa sekoittaa näytteitä käyttämällä kompleksista kierteistä liikettä. Erillinen askelmoottori -akseli ohjaa Pinheadsin lastausmekanismia. Pneumaattiset tarttujat ja rotaattorit hallitsevat muita koneen liikkeitä, kuten Pinheadin nouto ja hävittäminen toiminnan alussa ja lopussa.

Laulaja oli alun perin tarkoitettu käyttämään pneumaattista asemaa pääakselille pääakselille, mutta tämä malli ei voinut toimittaa haluttua paikannuksen resoluutiota tai nopeutta, ja se oli liian meluisa laboratorioympäristölle. Silloin insinöörit alkoivat harkita lineaarisia moottoreita. Baldor loi mukautetun harjattoman lineaarisen servotorin, jolla on mekaaniset muutokset lineaariseen radalle, jolloin sitä voidaan tukea vain sen päissä eikä sen pituudella-joten moottorin haara toimii X-akselin porttina, joka kuljettaa Y- ja Z-akseleita. Lopuksi lineaarisen moottorin magneettisuunnittelu minimoi hampaat sileän liikkeen mahdollistamiseksi.