כשאתה חושב על רובוט תעשייתי, מה עולה בראש?

רובוטים מנוסחים כמו אלה מוכרים באופן נרחב, בזכות פרסומות של חברת מכוניות ורצפי ריקוד רובוטים. SCARA (ציות סלקטיבי המנוסה על זרוע רובוט) הם גם מוכרים היטב בגלל אימוץ ושגשוגם במפעלים מאז תחילת שנות השמונים. שני אלה - רובוטים מנוסחים וסקרה - משלבים תנועה ליניארית וסיבובית, וכתוצאה מכך יכולת תמרון למשימות מורכבות. רובוטים מנוסחים מקבילים לזרוע האנושית, עם שישה צירי תנועה - שלושה תרגומים (ליניאריים) ושלושה סיבוביים (חשבו על הכתף, המרפק והפרק כף היד). לרובוטים של Scara יש ארבעה צירי תנועה - x, y, z ו- theta (קצת כמו הזרוע שלך, אם הכתף שלך הייתה מונעת).

פחות נפוץ בתרבות הפופולרית, אך בכל מקום ביישומים תעשייתיים, החל מאריזה לייצור מוליכים למחצה, הם רובוטים קרטזיים. כפי ששמו מרמז, רובוטים אלה עובדים בשלושת הצירים הקרטזיים-X, Y ו-, Z-למרות שהם יכולים לכלול ציר תטא לכלי סיום הזרוע. אמנם פחות "סקסי" מאשר רובוטים מנוסחים וסקרה, אך רובוטים קרטזיים הם הרבה יותר תכליתי, עם יכולות עומס גבוהות יותר לגודלם, ובמקרים רבים, דיוק טוב יותר. הם גם ניתנים להתאמה גבוהה, מכיוון שניתן לשדרג או לשנות את הצירים עם תצורה מחדש של מעט יחסית כך שיתאימו לדרישות המוצר או היישום המתפתחות.

עם זאת, רובוטים קרטזיים מוגבלים על ידי העיצוב המוחלט שלהם, המגביל את יכולת העומס שלהם. זה נכון במיוחד כאשר לציר החיצוני ביותר (Y או Z) יש אורך שבץ ארוך, וגורם לעומס רגע גדול על הצירים התומכים. במקרים בהם נדרשים משיכות ארוכות ועומסים גבוהים, רובוט גנטרי הוא הפיתרון הטוב ביותר.

מקרטזיאן לגנטרי:

רובוט גנטרי הוא סגנון שונה של רובוט קרטזיאני, תוך שימוש בשני צירים x (או בסיס) ולא ציר הבסיס היחיד שנמצא בקרטזיאנים. ציר ה- X הנוסף (ולפעמים צירי Y ו- Z נוספים) מאפשר לרובוט לטפל בעומסים וכוחות גדולים יותר, מה שהופך אותם לאידיאליים לבחירה ולמקום עומסים כבדים או חלקים העמסת ופריקה. כל ציר מבוסס על מפעיל לינארי, בין אם מדובר במפעיל "תוצרת בית" שהורכב על ידי יצרן יצרן או אינטגרטור, או מפעיל מורכב מראש מחברת תנועה ליניארית. המשמעות היא שיש אפשרויות כמעט בלתי מוגבלות המאפשרות כל שילוב של מהירויות גבוהות, משיכות ארוכות, עומסים כבדים ודיוק מיקום גבוה. דרישות מיוחדות לסביבות קשות או לרעש נמוך משולבים בקלות, ואם היישום דורש תהליכים בו זמנית אך עצמאיים, ניתן לבנות את הצירים האופקיים עם מנועים לינאריים באמצעות כרכרות מרובות.

בדרך כלל רובוטים של גנטרי מורכבים מעל אזור העבודה (ומכאן המונח הנפוץ, "גנטרי תקורה"), אך אם החלק אינו מתאים לטיפול מלמעלה, כמו שקורה עם תאים סולאריים ומודולים, ניתן להגדיר את התצורה כדי לעבוד מלמטה החלק. ובעוד שרובוטים של גנטרי בדרך כלל נחשבים כמערכות גדולות מאוד, הם מתאימים גם למכונות קטנות יותר, אפילו בגודל שולחני. מכיוון שלרובוט גנטרי יש שני X, או בסיס צירים, עומס הרגע המוצג על ידי צירי y ו- z, כמו גם עומס המשא העבודה, נפתרים ככוחות על צירי ה- x. זה מגדיל משמעותית את קשיחות המערכת, וברוב המקרים מאפשר לצירים אורך שבץ ארוך יותר ומהירויות גבוהות יותר מאשר רובוט קרטזיאני דומה.

כשיש שני צירים במקביל, מקובל שרק אחד מהם יונע על ידי המנוע, על מנת למנוע כריכה שעלולה לנבוע מתנועה מעט מחוץ לסנכרון בין השניים. במקום לנהוג בשני הצירים, צינור חיבור או צינור מומנט משמש להעברת כוח מנוע לציר השני. ובמקרים מסוימים, הציר השני יכול להיות "סרק" או חסיד, המורכב ממדריך ליניארי כדי לספק תמיכה לעומס, אך אין מנגנון כונן. ההחלטה אם וכיצד לנהוג בציר השני תלויה במרחק בין שני הצירים, בקצב ההאצה ובקשיחות הקשר ביניהם. נהיגה רק אחת בזוג צירים מפחיתה גם את העלות והמורכבות של המערכת.

גודל של רובוט קרטזיאני או גנטרי מסובך יותר מגודל של SCARA או רובוט מנוסח (אשר מוגדרים בדרך כלל עם שלושה פרמטרים: טווח הגעה, מהירות ודיוק), אך היצרנים הקלו על התהליך במהלך מספר השנים האחרונות על ידי הצגת מערכות מוגדרות מראש וניתן כלים מקוונים, כגון Configurator EasySelect של Rexroth או Builder Modules Linear של Adept. כלים אלה מאפשרים למשתמש לציין את האוריינטציה והגודל של הצירים, כמו גם פרמטרים בסיסיים, עומס ומהירות. קבצי CAD הניתנים להורדה הם גם הצעה סטנדרטית של יצרני הרובוטים הקרטזיים וה- Gantry, מה שמקל עליהם לשלב במתווה עיצוב או זרימת עבודה, בדומה לסקרה ורובוטים מנוסחים. בעוד שרובוטים מנוסחים וסקרה מוכרים בקלות, ורובוטים קרטזיים נפרסים באופן נרחב, עיצוב הגנטרי מתגבר על המגבלות הגלומות שלהם בעומס, מהירות, טווח הגעה ויכולת חוזרות, עם רמת התאמה אישית וגמישות ללא תחרות. במילה, רובוטים של גנטרי מציעים את השילוב הטוב ביותר של עומס ושבץ מוחי.