Mitä tulee mieleen, kun ajattelet teollisuusrobottia?

Tällaiset nivelrobotit tunnetaan laajalti autoyhtiöiden mainoksien ja robottitanssijaksojen ansiosta. SCARA (Selective Compliance Articulated Robot Arm) -robotit ovat myös hyvin tunnettuja, koska niitä on otettu käyttöön ja levitetty tehtaissa 1980-luvun alusta lähtien. Molemmat – nivelletyt ja SCARA-robotit – yhdistävät lineaarisen ja pyörivän liikkeen, mikä mahdollistaa ohjattavuuden monimutkaisiin tehtäviin. Nivelrobotit ovat analogisia ihmisen käsivarteen, ja niillä on kuusi liikeakselia – kolme translaatiota (lineaarinen) ja kolme pyörivää (ajattele olkapäätäsi, kyynärpäätäsi ja rannettasi). SCARA-roboteissa on neljä liikeakselia – X, Y, Z ja theta (jossain määrin kuin käsivartesi, jos olkapääsi olisi liikkumaton).

Karteesiset robotit ovat vähemmän yleisiä populaarikulttuurissa, mutta kaikkialla teollisuussovelluksissa aina pakkauksesta puolijohteiden valmistukseen. Kuten niiden nimestä voi päätellä, nämä robotit toimivat kolmella suorakulmaisella akselilla – X, Y ja Z – vaikka ne voivat sisältää theta-akselin varren pään työkaluja varten. Vaikka karteesiset robotit ovat vähemmän "seksikäisiä" kuin nivel- ja SCARA-robotit, ne ovat paljon monipuolisempia, niiden kokoon nähden suurempi kuormakapasiteetti ja monissa tapauksissa parempi tarkkuus. Ne ovat myös erittäin mukautuvia, koska akseleita voidaan päivittää tai muuttaa suhteellisen pienellä uudelleenkonfiguroinnilla vastaamaan kehittyviä tuote- tai sovellusvaatimuksia.

Karteesisia robotteja rajoittaa kuitenkin niiden luonnostaan ​​ulokerakenne, mikä rajoittaa niiden kantavuutta. Tämä pätee erityisesti silloin, kun uloimmalla (Y tai Z) akselilla on pitkä iskunpituus, mikä aiheuttaa suuren momenttikuormituksen tukiakseleille. Tapauksissa, joissa tarvitaan pitkiä iskuja ja suuria kuormia, portaalirobotti on paras ratkaisu.

Karteesista gantryyn:

Portaalirobotti on muunneltu karteesisen robotin tyyli, jossa käytetään kahta X-akselia (tai perusakselia) yhden karteesisen perusakselin sijaan. Ylimääräinen X-akseli (ja joskus ylimääräiset Y- ja Z-akselit) sallii robotin käsitellä suurempia kuormia ja voimia, mikä tekee niistä ihanteellisia raskaiden hyötykuormien tai osien lastaamiseen ja purkamiseen. Jokainen akseli perustuu lineaariseen toimilaitteeseen, olipa kyseessä sitten OEM:n tai integraattorin kokoama "kotitekoinen" toimilaite tai lineaariliiketoiminnan valmistajan esiasennettu toimilaite. Tämä tarkoittaa, että on lähes rajattomasti vaihtoehtoja, jotka mahdollistavat minkä tahansa yhdistelmän suuria nopeuksia, pitkiä iskuja, raskasta hyötykuormaa ja suurta paikannustarkkuutta. Erikoisvaatimukset ankarille ympäristöille tai hiljaiselle melulle on helppo sisällyttää, ja jos sovellus vaatii samanaikaisia ​​mutta itsenäisiä prosesseja, vaaka-akselit voidaan rakentaa lineaarimoottoreilla useilla vaunuilla.

Pukkirobotit asennetaan tyypillisesti työalueen ylle (tämä yleinen termi "yläpukki"), mutta jos osa ei sovellu ylhäältä käsiteltäviksi, kuten aurinkokennojen ja moduulien tapauksessa, portaali voidaan konfiguroida toimimaan. osan alta. Ja vaikka portaalirobotteja pidetään tyypillisesti erittäin suurina järjestelminä, ne sopivat myös pienempiin, jopa pöytäkoneen kokoisiin koneisiin. Koska portaalirobotissa on kaksi X- tai kanta-akselia, Y- ja Z-akselien esittämä momenttikuorma, sekä työhyötykuorma, erotetaan X-akseleiden voimina. Tämä lisää merkittävästi järjestelmän jäykkyyttä ja mahdollistaa useimmissa tapauksissa akseleilla pidemmän iskunpituuden ja suuremman nopeuden kuin vastaavalla karteesisella robotilla.

Kun kaksi akselia on rinnakkain, on yleistä, että vain toista niistä käyttää moottori, jotta vältetään sitoutuminen, joka voi johtua näiden kahden välisestä hieman epäsynkronisesta liikkeestä. Molempien akselien ohjaamisen sijaan käytetään liitäntäakselia tai momenttiputkea moottorin tehon siirtämiseen toiselle akselille. Ja joissakin tapauksissa toinen akseli voi olla "tyhjäpyörä" tai seuraaja, joka koostuu lineaarisesta ohjaimesta, joka tukee kuormaa, mutta ei käyttömekanismia. Päätös siitä, ajetaanko toista akselia ja miten, riippuu kahden akselin välisestä etäisyydestä, kiihtyvyydestä ja niiden välisen yhteyden jäykkyydestä. Vain yhden akseliparin ajaminen vähentää myös kustannuksia ja järjestelmän monimutkaisuutta.

Karteesisen robotin tai pukkirobotin koon määrittäminen on monimutkaisempaa kuin SCARA- tai nivelrobotin koon määrittäminen (jotka määritetään yleensä kolmella parametrilla: ulottuvuus, nopeus ja tarkkuus), mutta valmistajat ovat helpottaneet prosessia viime vuosien aikana ottamalla käyttöön esikonfiguroituja järjestelmiä ja online-työkalut, kuten Rexrothin EasySelect-konfiguraattori tai Adeptin 3D Linear Modules Builder. Näiden työkalujen avulla käyttäjä voi määrittää akselien suunnan ja koon sekä perusiskun, kuormituksen ja nopeuden parametrit. Ladattavat CAD-tiedostot ovat myös karteesisten ja portaalirobottien valmistajien vakiotarjonta, minkä ansiosta ne on helppo integroida suunnittelu- tai työnkulkuasetteluun, aivan kuten SCARA ja nivelrobotit. Vaikka nivel- ja SCARA-robotit tunnistetaan helposti ja karteesisia robotteja käytetään laajalti, portaalin suunnittelu voittaa niiden luontaiset kuormituksen, nopeuden, ulottuvuuden ja toistettavuuden rajoitukset vertaansa vailla olevan räätälöinnin ja joustavuus. Sanalla sanoen, portaalirobotit tarjoavat parhaan hyötykuorman ja iskun yhdistelmän.