Автоматизированные системы управления движением с большой грузоподъемностью испытывают значительный рост спроса. Одна из причин этого заключается в установке гибких многоосевых роботов на длинные пути. Это позволяет инженерам значительно расширить рабочую зону, в то же время в полной мере используя седьмую ось контроллера робота. Для многих приложений линейная система управления движением портала может выполнять те же задачи, что и многоосевой робот, при меньших затратах. Кроме того, эти портальные системы могут быть спроектированы и поставлены конечным пользователям из стандартных сверхмощных подузлов или компонентов и могут быть адаптированы к конкретному приложению. Вот обзор пяти высоконастраиваемых систем, которые могут использоваться в портальных конфигурациях для автоматизации заводских цехов вместо сложных роботов. Давайте начнем с обзора некоторых основных концепций портала.

Точность от низкой до средней

Автоматизация производства не всегда требует высокой степени точности. Во многих случаях задача включает в себя тяжелые изделия и материалы неудобной формы или несбалансированные материалы. Большинство приложений требуют высокой повторяемости, увеличенного времени работы и длительной прочности при минимальном обслуживании. Часто требования к точности позиционирования низкие. Приложения для захвата и размещения могут требовать низкой точности при паллетировании ящиков или размещении следующего элемента в очереди на производство. Приложения для перемещения материалов могут включать перемещение изделий с помощью подвесного роботизированного манипулятора из одной области в другую. Портальные роботы XYZ (ось Z относится к вертикальному направлению) могут размещать и переставлять материалы в любом месте в пределах трехмерного пространства или выполнять операции на многих гранях заготовки. Системы распыления могут требовать низкой точности на больших расстояниях для покраски железнодорожного вагона или крыла самолета.

Тяжелая ось Z

При перемещении продукта первым делом необходимо поднять этот груз. Большое внимание часто уделяется конструкции захватов с конечным исполнительным механизмом, используемых для манипулирования продуктом. Простая вертикальная подъемная или опускающая машина может быть отнесена к системе оси Z. После того, как элемент поднят и поддерживается системой, все движения будут генерировать дополнительные нагрузки из-за ускорений массы. Значительные нагрузки могут быть созданы во время высокоскоростного движения. Скорость обычно определяется на основе времени цикла на требуемом расстоянии. Нагрузки рассчитываются на основе ускорения (+ и -) массы. Скорости в типичных портальных кранах достигают 5 м/с. Поэтому для обеспечения ожидаемого движения может потребоваться большая грузоподъемность. Кроме того, в приложении может быть предусмотрен длительный срок службы, когда требования к рабочей нагрузке составляют небольшое отношение грузоподъемности систем движения. Одноосевые ступени движения можно комбинировать с другими позиционерами в различных конфигурациях портальных кранов. Присоединение дополнительных систем движения увеличивает досягаемость и функциональность, и задачи можно выполнять на больших расстояниях.

Робот XZ:Когда линейный подвижный стол оси Z устанавливается на дополнительной поперечной оси движения, его можно называть роботом XZ. Такая конфигурация может поднимать объект вертикально, перемещать его в другое место по прямой линии и размещать там объект. Такая конфигурация особенно полезна для приложений захвата и размещения или переноса. Конец робота XZ может позиционироваться и располагаться в любом месте в пределах прямоугольной плоскости. В некоторых случаях основная монтажная пластина для оси X может удерживать линейные направляющие подшипники на оси Z и интегрировать все необходимые компоненты привода шестерни и автоматического смазчика. Это значительно упрощает конструкцию и снижает общую движущуюся массу.

Робот XYZ и портальный робот X-X'-YZ:Наиболее гибкая конфигурация роботизированной портальной системы обеспечивает три оси движения, что позволяет позиционировать ее в любом месте трехмерной рабочей области. Менее распространена конфигурация XYZ, поскольку точки крепления осей становятся ограниченными по пространству. Однако эта конфигурация широко используется в автоматизированной сварке, где есть большие пределы перемещения, но нет больших нагрузок. Гораздо более распространено решение с параллельной осью X, где ось Y поддерживается на обоих концах. Такая конфигурация называется портальной системой X-X'-YZ (произносится как X, X-prime). Примеры такой конфигурации легко найти в производственном оборудовании, таком как фрезерные станки с ЧПУ.

Неограниченные конфигурации индивидуального дизайна: существует множество возможных конструкций для крупноформатной автоматизированной системы движения. Полный многоосевой XYZ-портальный робот может быть индивидуально спроектирован из отдельных линейных направляющих и линейных подшипников, что позволяет инженерам выбирать лучшие продукты для каждой области дизайна. Существующие линейки продуктов предоставляют стандартизированные компоненты и подузлы, которые ускоряют конфигурацию и разработку за счет использования общих компоновок портальных систем, обеспечивая при этом свободу создания индивидуального дизайна. Это невозможно с предварительно настроенным или готовым оборудованием, которое ограничивает работу ранее установленными пределами.