מערכות מיקום רובוט הן רצועות ארוכות במתקני מחסן, תעופה וחלל ורכב כדי לאפשר לרובוט אחד לבצע משימות מרובות. נקראים גם יחידות העברת רובוט או RTUS או מערכות ציר 7, עיצובי תנועה אלה נפוצים יותר ויותר עבור הרכבה, ריתוך בקנה מידה גדול ומחסנה.

בניגוד למערכים טיפוסיים שבהם רובוט בורח לרצפה, RTUs מעבירים רובוטים דרך תאי עבודה ומפעלים ומעביר אותם בין תחנות. ההתקנות הטובות ביותר עבור RTU הן אלה שנבנות רק או כאלה שבהם ניתן להכניס תהליכים ומכונות קשורות בשורה ישרה. כאשר RTUs מזיזים רובוטים של שישה ציר, המסילות הליניאריות נקראות לפעמים גם הציר השביעי (או פחות נפוץ, כאשר לרובוט עצמו יש שבע דרגות חופש, הציר השמיני). כאשר מסלולים אלה הם חלק ממסגרת, כולל מסגרות שמהם תלוי הרובוט, הם גנטרי.

לא משנה את הרובוט או המורפולוגיה של העקוב, הנקודה של הציר הנוסף היא להוסיף תנועה תרגומית. זה מרחיב את מעטפת העבודה או מאפשר להובלת רובוט לחייבי עבודה או כלים. בהסדרים מסוימים, הראשון מאפשר לרובוט לטפל במכונות מרובות או לבחור משטחים משורות, או מכונה רכיבים גדולים מאוד. עבור האחרונים, יישומים נפוצים הם אריזה, ריתוך, חיתוך בפלזמה-קשת ומשימות מכניות אחרות.

כאן אנו מתמקדים באפשרויות כונן עבור RTUs. עם זאת, שימו לב כי על המהנדסים להחליט גם בין מגוון של מדריכים ומסבים (בדרך כלל בצורה של עוקבי פקה או מדריכי פרופיל).

אפשרויות תכנון וכונן עבור RTUS שופעות
אף על פי שחלק מהגנטרים כוללים מסגור כדי להפוך את הרובוטים ולהשעות אותם לקבלת גישה טובה יותר למכונות מלמעלה, RTUs שמברגים לרצפה ומכוון את הרובוט זקוף הם הנפוצים ביותר. ל- RTUs אלה יש עומסים גבוהים יותר בממוצע, הנושאים זרועות רובוט ותפסו עומסים במשקל אלפי פאונד.

מהנדסים יכולים לקנות RTUs מהונדסים מראש או לבנות RTUs פנימיים באמצעות מומחיות מערכת תנועה. הפשוטים ביותר הם זוגות מסלול ליניארי הנושאים פלטפורמות שאליהן מתנפץ הרובוט. עם זאת, יצרני ציוד מקורי רבים מגייסים אינטגרטורים ייעודיים לסיטואציות בהן רובוטים ב- RTUs יבצעו עבודות דיוק גבוה-למשל, משימת חיתוך (כאשר העיצוב צריך לסנכרן את התבטא של צירים מרובים) או העברת יציקות באמצעות כלי מכונה שונים לעיבוד.

האתגר הגדול ביותר להנדסת יחידות העברת רובוט הוא תכנתם לסנכרן עם ניסוח זרועות הרובוט שהם נושאים. האתגר השני בגודלו הוא לגרום ל- RTUs לשמור על תנועה לינארית מדויקת על פני מטרים רבים.

עמידה בדרישות פיזיות למשיכות ארוכות
לפעמים המהירות היא יעד עיצוב ה- RTU המובהק. זה נכון במיוחד כאשר RTUs לוקחים רובוטים על כמה מאות מטרים או אפילו יותר במערכי התמחות. מהירות גבוהה בהקשר של רובוטים נעים - לפעמים נשק שוקל אלפי פאונד בתוספת עומסי המשא שלהם - יחסית. עם זאת, חלק מה- RTUs יכולים לנוע בגובה של יותר מ -10 רגל/שניה עם תאוצה ל- G אחד.

אך לעיתים קרובות, דיוק הוא יעד העיצוב RTU המובהק. קחו בחשבון יישום בו רובוט מסייע לתאי עבודה שיתופיים עם עיבוד, למשל. כאן, מהירות והרחבת מעטפת העבודה של הרובוט מועילים רק אם המסגרת הסובבת יכולה להחזיק דיוק חזק. לעיתים קרובות עיצובים כאלה זקוקים לדיוק ל -0.02 מ"מ ולמיקום החזרה על יכולת החזרה ל 0.2 מ"מ לערך במהלך תנועות המסלול.

לעומת זאת, אם יישום משתמש בזרוע רובוט ליישומים המביאים פקדים אדפטיביים דרך הצעירים אך הם פחות תלויים בדייקנות מוחלטת, הגדרות אחרות עשויות לעבוד. זה עשוי אפילו ללבוש צורה של רכב נייד מצויד בזרוע רובוט - למשל, כדי לפרוק מכולות משלוח.

לא משנה התכנון, התחזוקה הנמוכה והחיים הארוכים הם מכריעים לכל מערכי ה- RTU, מכיוון שהם בדרך כלל קשורים ליותר מתפקוד צמח אחד ועוד כמה חתיכות מכונות אחרות. לפיכך, השבתה של RTU מוציאה לעתים קרובות תחנות אחרות מהעמלה.

בטיחות משולבת חשובה גם מכיוון ש- RTUs רבים מעבירים רובוטיקה דרך שדות מאוכלסים ציוד יקר כמו כלי מכונה או אפילו עובדים - במיוחד במקום בו הם פועלים סביב אזורים עם אנשי הרכבה.

חגורות, ברגים ופנאומטיקה עבור RTUS
גנטיות רובוט חוצות מרחקים לינאריים בינוניים טווחים משתמשים לרוב במנועים בשילוב עם כונני חגורה. אלה מערכות פשוטות יחסית המשתמשות בגלגלות מונעות-מוטוריות חשמליות ליצירת מתח לאורך חגורה ולהאיץ במהירות. עם זאת, כאשר הם מגיעים למשיכות ארוכות יותר, סוגיות יכולות להתעורר עם חגורות שנפלו אם המערכת לא יכולה לשמור על מתח לאורך כל האורך. כדי להיות ברור, הבעיה אינה הגבלת עומס. במקום זאת, זה סיכון לתנועה אבודה מתאימות לחגורה.

ישנם חריגים לאזהרה מדרגית. בחלק מה- RTUs, צירי חגורה (מונעים מגלגל כונן נפוץ) מניעים ארכובות הרמוניות. כאן, כונני חגורה יכולים לשמור על דיוק למיצוב רובוטי ארוך פעימות בתנאים הנכונים. ה- RTUs המוצלחים ביותר המונעים על ידי חגורה משתמשים במסגור ובמסילות ליניאריות בכיוונים משלימים כדי לקבל דיוק רב יותר מההגדרה המונעת על חגורה. חלק מה- RTUs כאלה עם מפעילי מסילה מונעי חגורה יכולים להחזיק את יכולת ההחזרה ל ± 0.001 פנימה, אפילו תוך כדי העברת רובוטים של טון אחד על עשרות רגליים. כאן (בזכות המסילות הימניות) מפעילים מונעי החגורה מייצרים עבור RTUs זולים וגמישים יותר מאשר אלטרנטיבות.

אפשרות נוספת לציר השביעי היא ציר מונע על ידי בורח. הגדרה זו מתייחסת לרטט וקפיץ שיכולים להתעורר בכונני חגורה. בעיקרו של אלמנט מכני קבוע שומר על שליטה על עצירה ומיקום מדויקים.

בדרך כלל פועלים היטב בברגי כדורים בהתקנות לאורך של כשישה מטרים בעזרת תומכי נושא לסירוגין. על צירים ארוכים יותר, הבעיה העיקרית היא שברגים שוטפים במהירות גבוהה, במיוחד אם הם לא מקבלים מספיק תמיכה. הסיבה לכך היא שפירי בורג כדורים מתכופפים תחת משקלם שלהם. ואז במהירות קריטית (פונקציה של קוטר פיר הברגים, ישירות, יישור ואורך לא נתמך) תנועה מרגשת את התדר הטבעי של הפיר. אז המהירות המרבית יורדת כאשר אורך הברזל עולה.

חלק מהגדרות משתמשות בלוקי מיסב שנפרדים ומתמוטטים זה בזה-ואז נשארים ותומכים בורג להרחבה ארוכה יותר ללא שוט. עם זאת, עבור מסלולים מונעים על רגלי כדורים ארוכים במיוחד, על היצרנים להצטרף לברגים מרובים (בדרך כלל עם דבק במקום ריתוך כדי להימנע מגיאומטריה מעוותת). אחרת, על הברג להיות בעל קוטר גדול במיוחד כדי לטפל בסוגיית השוט. משיכות מכמה מערכים מבוססי ברזל כדורים מגיעים ל -10 מטרים ורצים ל -4,000 סל"ד. אזהרה נוספת: ברגים בפסי הרובוט זקוקים להגנה מפני לכלוך ופסולת. עם זאת, במקום בו הם עובדים, RTUs באמצעות מנועים חשמליים בשילוב עם ברגי כדורים מטפלים בעומסים גדולים יותר מאשר צירים מונעי חגורה.

קיים גם כוח נוזלי להתקנות ארוכות-סטוק. RTUs פנאומטיים כאלה הם בדרך כלל פיתרון בעלות נמוכה ליישומים הזקוקים רק למיקום דו-עצרני קדימה ואחורה. הצעות ממוצעות עוברות 2 מ 'לשנייה ומשתלבות עם בקרות רובוט אחרות.

מנועים לינאריים לדיוק RTUs
RTUs ארוכי פעימות (לשימוש ברובוטיקה במעבדה, למשל) יכול להשתמש בכוננים לינאריים-מוטוריים. מרבית ה- RTUs כאלו כוללים גם אלקטרוניקה חדישה, מקודדים מוחלטים ובקרת תנועה עבור צירי מעקב, גם לאחר שגיאות או כיבוי.

אופייני יותר להישג המנוע הליניארי הוא ארבעה מטרים לערך. טווח הגעה כזה מתאים יותר לטיפול בגרירה ומקום מוליכים למחצה מאשר יישומי RTU כבדים יותר. בקיצור, מנועים לינאריים ב- RTUs מאתגרים במיוחד מכיוון שהם מספקים את הדיוק המכני אך חייבים לשאת עומסים כבדים. זה מחייב יותר מהמגנטים הקבועים היקרים שגורמים למנועים ליניאריים להתפקד כל כך טוב.

ישנם יוצאים מן הכלל. שיא עולמי אחד RTU עם מפעילים לינאריים טנדם הוזמן ונבנה בהתאמה אישית למערך אוטומציה הזקוק למהלכי דיוק ל 12 מ '. מסילות תמיכה באלומיניום קשיחות פועלות עם שני מסבי כדור ליניאריים של שש שורות ומכלולי מערכי הוצאת. מנועים ליניאריים סינכרוניים מחוררים תאומים כוח פלט ל -4,200 N.

ערכות מתלה וריכוז עבור RTUs
RTUs זמינים מסחרית באמצעות ערכות מתלים והפניון נפוצות ביותר. אורכים אופייניים מגיעים ל -15 מטר. השליטה ביחידה הליניארית משולבת כציר צמוד מתמטי בבקר הרובוט, המבטל את הצורך בבקר נוסף. רבים מה- RTUs כאלה שומרים על דיוק אפילו למשיכות של 30 מטרים על ידי זיווג סרוו-מוטורי AC ללא מברשות ותיבת הילוכים פלנטרית עם ערכות מתלה וסינון סליליות קרקעיות. מערכים אחרים משתמשים בכרכרה הנעה מעל מעקה בקצה יחיד על גלילים כבדים בגוש. כאן, המסילות בדרך כלל מלבניות עם מתלה שנחתך לקצה פנימי. אלה יכולים להצטרף לקטעים מעוקלים שבהם זה פריסה מועילה.

כמה RTUs שמניעים את הרובוט סביב פלטפורמת הנוסעים משתמשים בפסים שטוחים לפני השטח העשויים פלדה מוקשה ומזווגים את אלה עם אשכולות עוקבים מצלמות. אחרים משתמשים במנוע חשמלי עם מפחית פוע סליל וחגורה להפעלת הרציף. ואז על ציר המעבורת הארוך, ה- RTU מגלה את ההילוכים החשמליים הנוהגים במעטפת מתלה.

סימולציה ותכנות RTUs
קיימים כלים המאפשרים למהנדסים לתכנן את נתיבי ה- RTU ולתאם את אלה עם פונקציות הרובוט. תוכנת סימולציה של רובוט ואפילו כמה מודולי בקר תנועה מאפשרים למהנדסים לתכנן רצועות, לטעון תוכנה מתוצאה היא על בקר ואז לשלוט ברובוט ו- RTU עם אותה פיסת חומרה אחת.

אפשרות נוספת היא תוכנה של חברות תוכנה ייעודיות המוכרות ערכות פיתוח רובוט, המאפשרות תכנות של רוב מותג רובוט באמצעות ממשקי API. אלה ושלל כלי תוכנה אחרים מקלים על הגדרת הרובוט מתמיד, במיוחד עבור צוותים עם ניסיון בינוני של בקרת תנועה או CNC. איטרציות עיצוביות ראשוניות מתרחשות בדרך כלל באמצעות תכנות מחשב לא מקוונות. ואז כאשר אנשי צוות מתקינים את הרובוט ו- RTU, תוכנת התכנות מולידה קוד שנטען על בקרות. התוכנה מניעה את ה- RTU והרובוט דרך נתיבים מתוכנתים לבדיקת בעיות. בשלב הבא המתקין משתמש בתליון כדי למקם את האחיזה, החותך או האפקט של הרובוט לנקודות ספציפיות לעבודה בחלל בזמן שהבקר רושם את המהלכים. אחרת, מתקינים יכולים להשתמש בתליון לכל ההתקנה ואז ללטש מסלולי תוספות בביצוע - גישה נפוצה יותר ויותר.

אזהרה: RTUS מסבך כיול רובוט
לאחר ההתקנה הפיזית, RTUs ורובוטים זקוקים לכיול. התפיסה היא שרובוטים תעשייתיים המשויכים עם RTUs לעתים קרובות הופכים מהלכים ניתנים לחזרה אך לא מדויקים, ולכן מניבים תנועת תפוקה השונה מקירוב סימולציה. לבד, רובוטים תעשייתיים ממוצעים על ידי יכולת חוזרת חד כיוונית של 0.1 מ"מ עד 0.01 מ"מ. צירים אופייניים מזדווגים ראש הילוכים ומנוע אפס-Backlash, ובקר עוקב אחר כולם עם מקודדים ברזולוציה גבוהה. הגברת דיוק תנועת התפוקה, כל דבר נוסף הופך להיות יקר, שכן מכלולים ורכיבים כמו הילוכים מציגים תנועה אבודה (בעיקר בגלל תאימות מכנית). לפיכך, על בקרות לעיתים קרובות לפצות על שגיאת מיקום בסולם המילימטרים במקרים מסוימים.

כיול רובוט מסורתי משתמש ביישור לייזר יקר. לפעמים זה יכול להפחית את שגיאת הפלט עשרים ושערים. אחרת, יצרני הרובוט מציעים כיול מפעל. חברות כיול רובוט ייעודיות מציעות גם שירותים שיכולים להסביר את ההשפעה של RTU נוסף על תפוקת הדיוק הרובוט הכולל. אחרת, חיישני מצלמה כפולה מאפשרים בדיקת בדיקה ומדידה דינאמית באמצעות אופטיקה ותאורה מיוחדת. מצבי כיול מכניים הם אפשרות נוספת, אם כי קשה יותר להחיל על רובוטים על מסלולים ארוכים.