Projetar automação abrangente para aplicativos de escolha e lugar de alta velocidade está entre as tarefas mais desafiadoras enfrentadas pelos engenheiros de movimento. À medida que os sistemas robóticos se tornam mais complexos e as taxas de produção sobem cada vez mais, os designers de sistemas devem acompanhar as tecnologias mais recentes ou correr o risco de especificar um design menos do que o ideal. Vamos revisar algumas das mais recentes tecnologias e componentes disponíveis, além de dar uma olhada em onde eles encontram uso.

Robot Arms Suit de desenhos compactos

Os braços do robô industrial geralmente não são conhecidos por serem leves. Em vez disso, a maioria possui construções substanciais que devem suportar ferramentas pesadas no final do braço. Apesar das vantagens de um design robusto, esses braços robóticos são muito pesados ​​e volumosos para aplicações delicadas. Para tornar os braços mais ágeis mais apropriados para tarefas de luz, os engenheiros da IGUS Inc., trabalhando em Colônia, Alemanha, decidiram desenvolver uma junta de vários eixos para permitir que pequenas cargas girassem em torno de uma lança. A nova junta é adequada para aplicações delicadas de pick-and-place, onde a força da pinça pode ser ajustada conforme necessário.

A flexibilidade e o peso leve são os principais parâmetros de design da nova junta, que consiste em controles de plástico e cabo. Em resumo, os cabos são movidos da articulação do ombro do braço por Faulhaber Compact sem servomotores de CC sem escova, o que impede a inércia no braço, facilita o movimento dinâmico e minimiza a pegada de design.

Os engenheiros basearam grande parte de seu design na articulação do cotovelo humano; portanto, dois DOFs - rotação e giro - são combinados em uma única junta. Semelhante a um braço humano, a parte mais fraca do braço do robô não é os ossos (o tubo corporal do braço do robô) ou os músculos (o motor de acionamento), mas os tendões, que transferem energia. Aqui, os cabos de controle de alta tensão são feitos de um material de polietileno UHMW-PE super-forte com uma resistência à tração de 3.000 a 4.000 N/mm2. Além das funções tradicionais do robô, como aplicações de pick-and-place, a junta também é adequada para acessórios especiais de câmera, sensores ou outras ferramentas, onde é necessária uma construção leve. Um sensor de posição de ângulo magnético é incorporado em todas as articulações para alta precisão.

Os servomotores comutados eletronicamente apresentam uma massa de baixa movimento adequada para uso dinâmico: a tensão de operação de 24 VCC é projetada para energia da bateria, crucial para uso em aplicações móveis, enquanto o torque do motor de 97 mnm aumenta os preenchimentos planetários compatíveis com diâmetro para os valores necessários para operação do braço. Além disso, essas unidades sem escova não têm componentes de uso além do rolamento do rotor, garantindo uma vida útil de dezenas de milhares de horas.

O sistema de movimento linear acelera a automação do laboratório

Além das operações tradicionais de embalagem e montagem, o pick-and-plástico também está proliferando na automação de laboratório de alta velocidade. Imagine manipular milhões de amostras de bactérias todos os dias e você terá uma idéia do que os laboratórios de biotecnologia de hoje devem lidar. Em uma configuração, um sistema avançado de movimento linear está permitindo que um robô de laboratório de biotecnologia chamado rotor para fixar matrizes de células em velocidades recordes de mais de 200.000 amostras por hora. O Rotor é do Singer Instruments, Somerset, Reino Unido, e é usado como um sistema de automação de bancada para pesquisa genética, genoma e câncer. Um desses robôs geralmente atende a vários laboratórios diferentes, com cientistas reservando slots de curto tempo para replicar, acasalar, reorganizar e fazer backup de bactérias e bibliotecas de leveduras.

Um controlador em tempo real lida com os três eixos de movimento que coordenam os movimentos de fixação ponto a ponto do robô, bem como um eixo de manuseio de amostra, e também interface com a GUI do robô. Além disso, o controlador também gerencia todos os canais de E/S.

Além do controlador, a Baldor também forneceu um servomotor linear e acionamento e três módulos integrados do motor de passo e acionamento. O robô faz transferências ponto a ponto de placas de origem para destino ao longo de um eixo linear servomotor que corre ao longo da largura da máquina. Este eixo suporta uma cabeça do motor de passo de dois eixos que controla a ação de fixação. De fato, o movimento XYZ combinado pode até agitar amostras usando um movimento helicoidal complexo. O eixo do motor de passo separado controla o mecanismo de carregamento das alfines. Garrinhas e rotadores pneumáticos controlam outros movimentos da máquina, como a coleta e o descarte de alfines no início e no final das operações.

O cantor pretendia originalmente usar uma unidade pneumática para o eixo transversal principal, mas esse design não poderia fornecer a resolução ou velocidade de posicionamento desejada e era muito barulhento para um ambiente de laboratório. Foi quando os engenheiros começaram a considerar motores lineares. Baldor criou um servomotor linear sem escova personalizado com modificações mecânicas na pista linear, permitindo que ele seja suportado apenas em suas extremidades, em vez de ao longo de seu comprimento-de modo que a forcer do motor atua como um pórtico do eixo x que carrega os eixos Y e Z. Finalmente, o design do ímã do motor linear minimiza a engrenagem para permitir movimento suave.