고속 픽 앤 플레이스 애플리케이션을위한 포괄적 인 자동화를 설계하는 것은 모션 엔지니어가 직면 한 가장 어려운 작업 중 하나입니다. 로봇 시스템이 더욱 복잡해지고 생산 속도가 높아짐에 따라 시스템 설계자는 최신 기술이나 최적의 디자인을 지정하는 위험을 따라야합니다. 사용 가능한 최신 기술 및 구성 요소 중 일부를 검토하고 그들이 사용하는 위치를 자세히 살펴 보겠습니다.

로봇 암은 소형 디자인에 적합합니다

산업용 로봇 암은 일반적으로 발에 빛을 발하는 것으로 알려져 있지 않습니다. 오히려, 대부분은 무거운 종료 툴링을 지원 해야하는 실질적인 구성을 가지고 있습니다. 튼튼한 디자인의 장점에도 불구하고,이 로봇 암은 너무 무겁고 부피가 커져서 섬세한 응용 분야입니다. 가벼운 작업에 Nimbler Arms를 더 적합하게하기 위해 독일 Cologne에서 일하는 IGUS Inc.의 엔지니어는 작은 하중이 지브 주위를 회전시킬 수 있도록 다축 관절을 개발하기 시작했습니다. 새로운 조인트는 그립퍼 힘을 필요에 따라 조정할 수있는 섬세한 픽 앤 플레이스 애플리케이션에 적합합니다.

유연성과 경량은 플라스틱 및 케이블 컨트롤로 구성된 새로운 조인트의 핵심 설계 매개 변수입니다. 요컨대, 케이블은 Faulhaber Compact Brushless DC Servomotors에 의해 팔의 어깨 관절에서 이동하여 팔의 관성을 방지하고 동적 움직임을 촉진하며 설계 발자국을 최소화합니다.

엔지니어는 인간 팔꿈치 조인트에 대한 많은 디자인을 기반으로하므로 회전과 회전 (회전 및 회전)이 단일 조인트로 결합됩니다. 인간 팔과 마찬가지로 로봇 팔의 가장 약한 부분은 뼈 (로봇 팔의 바디 튜브) 또는 근육 (구동 모터)이 아니라 힘을 전달하는 힘줄입니다. 여기서, 고 긴장 제어 케이블은 3,000 내지 4,000 N/mm2의 인장 강도를 특징으로하는 초 강성 UHMW-PE 폴리 에틸렌 물질로 만들어진다. Pic 자기 각도 위치 센서는 높은 정밀도를 위해 모든 조인트에 내장되어 있습니다.

전자적으로 정류 된 서보 모터는 동적 사용에 적합한 낮은 이동 질량을 특징으로합니다. 24 VDC 작동 전압은 배터리 전원을 위해 설계되어 모바일 애플리케이션에 사용하기 위해 중요하며 97 MNM 모터 토크는 직경 호환 행성 기어 헤드를 사용하는 값으로 증가합니다. 팔 작동. 또한,이 브러시리스 드라이브에는 로터 베어링 외에 마모 구성 요소가 없으므로 수만 시간의 서비스 수명을 보장합니다.

선형 모션 시스템 속도가 실험실 자동화 속도

전통적인 포장 및 어셈블리 운영 외에도 픽 앤 플레이스는 고속 실험실 자동화에서도 확산되고 있습니다. 매일 수백만 개의 박테리아 샘플을 조작한다고 상상해 보면 오늘날의 생명 공학 연구소가 무엇을 처리 할 것으로 예상되는지에 대한 아이디어가있을 것입니다. 한 번의 설정에서, 고급 선형 모션 시스템은 시간당 20 만 개 이상의 샘플의 기록적인 속도로 로터가 셀 어레이라는 로터로 불리는 생명 공학 실험실 로봇을 가능하게합니다. 로터는 영국 서머셋의 가수 악기의 우박이며 유전자, 게놈 및 암 연구를위한 벤치 탑 자동화 시스템으로 사용됩니다. 이 로봇 중 하나는 종종 여러 가지 실험실에 서비스를 제공하며 과학자들은 복제, 짝짓기, 재발 및 박테리아 및 효모 라이브러리를 백업하기위한 짧은 시간 슬롯을 예약합니다.

실시간 컨트롤러는 로봇의 포인트 투 포인트 고정 동작과 샘플 처리 축을 조정하는 3 가지 모션 축을 처리하고 로봇의 GUI와 인터페이스합니다. 또한 컨트롤러는 모든 I/O 채널을 관리합니다.

Baldor는 컨트롤러 외에도 선형 서보 모터 및 드라이브와 3 개의 통합 스테퍼 모터 및 드라이브 모듈을 공급했습니다. 로봇은 기계의 너비를 따라 실행되는 선형 서보 모터 축을 따라 소스에서 대상 플레이트로 지점 간 전송을 만듭니다. 이 축은 고정 동작을 제어하는 ​​2 축 스테퍼 모터 헤드를 지원합니다. 실제로, 결합 된 XYZ 모션은 복잡한 헬리컬 운동을 사용하여 샘플을 교반 할 수도 있습니다. 별도의 스테퍼 모터 축은 핀 헤드의 하중 메커니즘을 제어합니다. 공압 그리퍼 및 회전기는 작업의 시작 및 끝에서 핀 헤드의 픽업 및 처리와 같은 다른 기계 이동을 제어합니다.

싱어는 원래 주요 횡 방향 축에 공압 드라이브를 사용하려고했지만이 디자인은 원하는 위치 해상도 또는 속도를 공급할 수 없었으며 실험실 환경에는 너무 시끄 럽습니다. 그때 엔지니어가 선형 모터를 고려하기 시작했습니다. Baldor는 선형 트랙에 기계적 변형이있는 맞춤형 브러시리스 선형 서보 토를 만들어 길이가 아닌 끝에서만지지 될 수 있으므로 모터의 Forcer는 Y와 Z 축을 운반하는 X 축 갠트리 역할을합니다. 마지막으로, 선형 모터의 자석 설계는 코그를 최소화하여 부드러운 움직임을 허용합니다.