As operações de fabricação e embalagem usando operações manuais de material ou manuseio de peças podem colher benefícios imediatos da automação com robôs cartesianos de longa viagem com ferramentas de fim de braço personalizadas (EOAT) e recursos de detecção avançada. Esses robôs podem suportar uma variedade de máquinas para executar tarefas manuais, como tender de máquinas ou transferir peças em processo.

Os robôs cartesianos consistem em dois ou mais estágios de posicionamento linear coordenados ... por isso podem não ser a primeira coisa que vem à mente se um engenheiro de design for novo na automação. Muitos equiparam robôs à robótica articulada de seis eixos que se aplica cada vez mais nos pisos de fábrica. Até os engenheiros de automação experientes podem dar aos robôs cartesianos curtos sinuosos ... concentrando a atenção nos modelos de seis eixos. No entanto, ignorar os benefícios de um sistema cartesiano de longa viagem pode ser um erro caro-especialmente em aplicações que exigem que o robô:

1. Tende várias máquinas

2. Alcance comprimentos longos

3. Execute operações simples e repetitivas.

O problema com robôs de seis eixos

Por um bom motivo, os robôs de ARM articulados são proeminentes nas inúmeras instalações automatizadas de fabricação e embalagem ... especialmente na montagem eletrônica e na indústria médica. Quando o tamanho adequado, esses braços robóticos podem lidar com grandes cargas úteis com a flexibilidade de executar muitas tarefas automatizadas diferentes comandadas pela programação (e complementadas por alterações de ferramentas no final do braço). Mas os robôs de seis eixos podem ser caros e exigem alta densidade de robôs. Este último é um termo que indica que uma instalação provavelmente precisará de um robô separado para cada uma ou duas máquinas de embalagem. Obviamente, existem robôs de seis eixos maiores e mais caros com alcances para servir mais de algumas máquinas, mas mesmo essas são soluções abaixo do ideal, porque forçam os engenheiros a posicionar máquinas em torno de um robô muito grande. Os robôs de braço articulados também exigem proteção de segurança; consumir um espaço valioso no piso; e programação e manutenção por funcionários qualificados.

O caso de sistemas lineares cartesianos de longa viagem

Os robôs cartesianos superam as opções robóticas de seis eixos em grande parte porque reduzem a densidade de robô necessária. Afinal, um robô de transferência cartesiano de longa viagem pode cuidar de várias máquinas sem a necessidade de reorganizar máquinas ao redor do robô.

Robôs de transferência instalados acima das máquinas que eles tendem a não consumir espaço no chão ... o que, por sua vez, reduz os requisitos de guarda de segurança também. Além disso, os robôs cartesianos requerem pouca programação e manutenção após a configuração inicial.

Uma ressalva é que as capacidades dos sistemas de robótica cartesiana variam amplamente. De fato, se os engenheiros pesquisam robôs cartesianos on-line, eles encontrarão muitos sistemas menores otimizados para operações de escolha e lugar em máquinas de produção ou montagem. São estágios essencialmente lineares incorporados em soluções cartesianas prontas para uso-muito diferentes dos robôs de transferência úteis em operações maiores e precisam satisfazer os seguintes parâmetros.

Viagens longas:Qualquer robô comprado para cuidar de várias máquinas grandes deve ter traços a 50 pés ou mais.

Múltiplos carruagens e ferramentas personalizadas de final de braço:Os robôs de transferência longa são maximamente eficazes quando equipados com várias carruagens de ação independente para viajar pelo eixo principal ... permitindo que um determinado robô cartesiano a capacidade de fazer o trabalho de muitos. A ampliação dessa produtividade é uma ferramenta construída para manusear mercadorias de maneira mais eficaz do que o EOOT pronta para uso, como pilinhas de vácuo ou dedos. Em muitos casos, o EOAT personalizado também pode simplificar os projetos de sistemas de manuseio de materiais que trabalham em conjunto com o robô cartesiano.

Arquitetura de controle simplificada:Alguns robôs cartesianos mais recentes evitam arquiteturas de controle tradicionais com base em motores, unidades e controladores separados para servomotores integrados (completos com servodrives) para nixar a necessidade de um gabinete de controle. Os aplicativos cartesianos mais complexos ainda podem exigir uma arquitetura tradicional ... mas os servomotores integrados com habilmente lidam com os requisitos de controle de movimento ponto a ponto da maioria dos robôs cartesianos. Quando um engenheiro de design pode usar servomotores integrados, este último pode ajudar a maximizar a vantagem de custo de uma automação baseada em cartesiana.

Uso seletivo:Como os robôs cartesianos aumentam acima ou atrás das máquinas que eles tendem, eles também permitem que os usuários executem as máquinas manualmente quando necessário - por exemplo, para uma curta duração de um tamanho especial. Esse uso seletivo é difícil com robôs de seis eixos montados no piso que podem bloquear o acesso a máquinas.

Exemplo específico de cartesiano-robot

Alguns robôs cartesianos oferecem golpes excedendo 50 pés, mesmo fornecendo velocidades a 4 m/s. As carruagens padrão podem incluir uma tecnologia de acionamento duplo de correia; Algumas outras carruagens contêm uma correia superior de tração que se afasta continuamente. O último impede que a cena nos arranjos invertidos ou em balanço e permite que várias carruagens independentes operem simultaneamente em um eixo.

Os cintos longos complicam o design do robô cartesiano, ao degradar a rigidez da transmissão (que por sua vez degrada o desempenho). Isso ocorre porque manter um determinado valor de tensão nos cintos longos é desafiador ... e (piorar as coisas) a tensão da correia é assimétrica e variável. A questão torna os cintos de recirculação longa uma escolha de baixo desempenho, mecânica e caro para posicionamento preciso.

Por outro lado, os estágios lineares motores de movimento mantêm os comprimentos da correia curtos e apertados e alojados dentro do carro, para que possam responder a controles informados ao codificador. A precisão é mantida independentemente do comprimento do sistema de transferência cartesiano ... seja 4 m ou 40 m.

Exemplo de aplicação na indústria de embalagens

As unidades de transferência de robôs cartesianas de longa viagem trabalham em aplicações de alimentação, cartonação e formação de bandeja e podem lidar com operações de paletização e despalletismo.

Considere produzir embalagens. Em um aplicativo recente para uma empresa de embalagens agrícolas no Central Valley da Califórnia, um fabricante forneceu robôs de transferência de viagem de longa viagem para se integrar perfeitamente ao sistema existente de bandeja de iPak. Cada robô tende até quatro máquinas por vez, enchendo -as com folhas empilhadas de papelão ondulado. Os robôs de gantry de três eixos são baseados em estágios lineares de servomotor lineares acionados por correias para serviços pesados ​​para comprimentos de viagem ilimitados, carruagens em movimento independente e a capacidade de montar o estágio em qualquer orientação. O eixo mais longo em um desses robôs atravessa os formadores de bandeja com um derrame superior a 50 pés.

Para entregar folhas de papelão ondulado nas quatro máquinas formadoras de bandeja, um robô escolhe primeiro um monte de papelão de uma dock personalizada, contém paletes de folha de papelão ondulados. O robô entrega uma carga de papelão para cada bandeja anterior. Agradecemos à sua velocidade (a 4 m/s), o robô pode facilmente acompanhar quatro formadores de bandeja - mesmo em uma saída para 35 bandejas por minuto.

A proteção de segurança usa portões de deslizamento e sensores que se elevam de máquinas cuidadas para cercar o robô, conforme necessário, para uma solução menos cara do que a dos robôs de seis eixos montados no piso.

Também estão incluídos neste sistema todos os controles e o EOAT personalizado capaz de trabalhar com pilhas de folhas onduladas que variam imprevisivelmente em altura e peso. As ferramentas podem lidar com cargas úteis a 50 kg sem problemas. A solução alivia os operadores que antes tiveram que levantar feixes de papelão dos paletes e se inclinar para colocá -los nas máquinas de formação. A automação dessas tarefas libertou o pessoal para se concentrar em trabalhos menos cansativos. Robôs de transferência de Large são apenas um exemplo do que é possível com os sistemas de robôs cartesianos em configurações de embalagem. Alguns fornecedores também desenvolveram sistemas de paletização e despaletização com base em abordagens cartesianas semelhantes. Todos esses robôs empregam três estágios lineares equipados com sensores, controles e ferramentas de fim de braço para obter uma automação de embalagem maximamente eficaz e eficiente.