La conception d'automatisation complète pour les applications de pick-and-place à grande vitesse est parmi les tâches les plus difficiles auxquelles sont confrontés les ingénieurs de mouvement. À mesure que les systèmes robotiques deviennent plus complexes et que les taux de production grimpent de plus en plus, les concepteurs de systèmes doivent suivre les dernières technologies ou un risque spécifiant une conception moins qu'optimale. Passons en revue certaines des dernières technologies et composants disponibles, et examinons de près où ils trouvent une utilisation.

Conceptions compactes de combinaison de combinaison compacte

Les bras de robot industriel ne sont généralement pas connus pour être légers sur leurs pieds. La plupart ont plutôt des constructions substantielles qui doivent soutenir des outils de fin de bras lourds. Malgré les avantages d'une conception robuste, ces bras robotiques sont trop lourds et encombrants pour des applications délicates. Pour rendre les bras plus dégouliants plus appropriés pour les tâches légères, les ingénieurs d'Igus Inc., travaillant à Cologne, en Allemagne, ont décidé de développer une articulation multi-axe pour permettre aux petites charges de pivoter autour d'un foc. La nouvelle articulation est bien adaptée aux applications délicates de pick-and-place où la force de préhension peut être ajustée au besoin.

La flexibilité et le poids léger sont des paramètres de conception clés pour le nouveau joint, qui se compose de commandes de plastique et de câbles. En bref, les câbles sont déplacés de l'articulation de l'épaule du bras par les servomoteurs CC sans balais compacts Faulhaber, ce qui empêche l'inertie dans le bras, facilite le mouvement dynamique et minimise l'empreinte de conception.

Les ingénieurs ont basé une grande partie de leur conception sur l'articulation du coude humain, de sorte que deux DOF - rotation et pivotant - sont combinés en une seule articulation. Semblable à un bras humain, la partie la plus faible du bras du robot n'est pas les os (le tube corporel du bras du robot) ou les muscles (le moteur d'entraînement), mais les tendons, qui transfèrent la puissance. Ici, les câbles de contrôle à haute tension sont faits d'un matériau en polyéthylène UHMW-PE super fort avec une résistance à la traction de 3 000 à 4 000 N / mm2. Au-delà des fonctions traditionnelles du bras robot telles que les applications de pick-and-place, le joint est également bien adapté aux raccords de caméra spéciaux, aux capteurs ou à d'autres outils où une construction légère est nécessaire. Un capteur de position d'angle magnétique est intégré à chaque joint pour une haute précision.

Les servomoteurs communes électroniquement disposent d'une masse à faible déplacement adaptée à une utilisation dynamique: la tension de fonctionnement de 24 VDC est conçue pour la puissance de la batterie, cruciale pour une utilisation dans les applications mobiles, tandis que le couple de moteur à 97 MNM augmente le diamètre conforme aux têtes de vitesse planétaire aux valeurs requises pour Fonctionnement du bras. De plus, ces disques sans balais n'ont pas de composants de port en plus du roulement du rotor, garantissant une durée de vie de dizaines de milliers d'heures.

Système de mouvement linéaire Vitesse l'automatisation du laboratoire

Au-delà des opérations traditionnelles d'emballage et d'assemblage, le pick-and-place prolifère également dans l'automatisation de laboratoire à grande vitesse. Imaginez manipuler des millions d'échantillons de bactéries chaque jour et vous aurez une idée de ce que les laboratoires biotechnologiques d'aujourd'hui devraient gérer. Dans une configuration, un système de mouvement linéaire avancé permet à un robot de laboratoire de biotechnologie appelé rotor dans des tableaux de cellules de cellules à des vitesses record de plus de 200 000 échantillons par heure. Le rotor est originaire de Singer Instruments, Somerset, Royaume-Uni, et est utilisé comme système d'automatisation de benchtop pour la recherche génétique, génomique et cancer. L'un de ces robots dessert souvent plusieurs laboratoires différents, avec des scientifiques réservant de courts intervalles de temps pour reproduire, accoupler, réarrêter et sauvegarder les bactéries et les bibliothèques de levure.

Un contrôleur en temps réel gère les trois axes de mouvement qui coordonnent les mouvements d'épinglage point à point du robot, ainsi qu'un axe de manutention d'échantillons, et interface également avec l'interface graphique du robot. De plus, le contrôleur gère également tous les canaux d'E / S.

Outre le contrôleur, Baldor a également fourni un servomoteur linéaire et un lecteur et trois modules de moteur pas à pas intégré et de conduite. Le robot effectue des transferts point à point de la source aux plaques de destination le long d'un axe servomoteur linéaire qui passe le long de la largeur de la machine. Cet axe prend en charge une tête de moteur pas à pas à deux axes qui contrôle l'action d'épinglage. En fait, le mouvement XYZ combiné peut même remuer des échantillons en utilisant un mouvement hélicoïdal complexe. L'axe séparé du moteur pas à pas contrôle le mécanisme de chargement des têtes d'épingle. Les pinces pneumatiques et les rotateurs contrôlent d'autres mouvements de machine, tels que le ramassage et l'élimination des têtes d'épingle au début et à la fin des opérations.

Singer avait initialement l'intention d'utiliser un lecteur pneumatique pour l'axe transversal principal, mais cette conception ne pouvait pas fournir la résolution ou la vitesse de positionnement souhaitée, et était trop bruyante pour un environnement de laboratoire. C'est alors que les ingénieurs ont commencé à considérer les moteurs linéaires. Baldor a créé un servomoteur linéaire sans pinceau personnalisé avec des modifications mécaniques à la piste linéaire, ce qui lui permet d'être soutenu uniquement à ses extrémités, plutôt que sur toute sa longueur - de sorte que le forcer du moteur agit comme un portique à axe X qui transporte les axes Y et Z. Enfin, la conception de l'aimant du moteur linéaire minimise le colging pour permettre un mouvement lisse.