Чтобы выбрать робота, сначала оцените потребности приложения. Это начинается с профилирования нагрузки, ориентации, скорости, перемещения, точности, окружающей среды и рабочего цикла, иногда называемых параметрами LOSTPED.

1. Нагрузка.

Грузоподъемность робота (определяется производителем) должна превышать общий вес полезной нагрузки, включая любые инструменты, на конце руки робота. Что ограничивает SCARA и шестиосевых роботов, так это то, что они поддерживают грузы на выдвинутых руках. Рассмотрим обрабатывающий центр, который производит подшипниковые узлы весом 100 кг или более. Эта полезная нагрузка превышает возможности всех, кроме самых больших SCARA или шестиосевых роботов. Напротив, типичный декартов робот может легко поднимать и размещать такие грузы, потому что его опорная рама и подшипники постоянно поддерживают весь диапазон движения.
Даже если роботу по силам тяжелая нагрузка, она может ухудшить точность. Например, подбор и размещение предметов весом 50 кг находится в пределах грузоподъемности как SCARA, так и декартовых роботов. Но 50 кг — это верхний предел типичных возможностей SCARA, поэтому для обработки крутящего момента потребуются более дорогостоящие элементы управления и компоненты. Более того, типичные роботы SCARA могут размещать тяжелые грузы с точностью до 0,1 мм, поскольку вес отклоняет руку и ухудшает способность робота последовательно позиционировать груз с точностью. Но декартовы роботы с шарико-винтовыми приводами и хорошо разнесенными опорными подшипниками могут многократно размещать грузы весом 50 кг и более с точностью до 10 мкм.

2. Ориентация

Это зависит от того, как установлен робот и как он размещает перемещаемые детали или продукты. Цель состоит в том, чтобы сопоставить площадь робота с рабочей зоной. Если пол или линейный постамент SCARA или шестиосевого робота создает препятствие, то такие роботы могут быть не лучшим вариантом. Если приложению требуется движение только по нескольким осям, то небольшие декартовы роботы могут монтироваться над головой и в стороне. Но для сложной обработки деталей или работы, требующей четырех или более осей движения, каркас декартового робота может создавать слишком много препятствий, и небольшой робот SCARA, иногда требующий всего 200 мм2 пространства и четыре болта на постаменте, может быть более подходящим.
Другой фактор — ориентация детали. SCARA и шестиосевые роботы могут вращать детали, что является преимуществом для обработки деталей или инструментов под разными углами и в разных положениях. Чтобы получить аналогичную гибкость, некоторые декартовы роботы имеют подкомпоненты, называемые модулями подачи, которые перемещают легкие грузы по оси Z. Обычно модули подачи используют шарико-винтовой тяговый стержень для перемещения деталей или инструментов вдоль оси Z в приложениях по обработке, захвату и размещению и подаче. Декартовы роботы также могут включать поворотные приводы для обеспечения дополнительных возможностей ориентации.

3. Скорость и путешествия.

Наряду с характеристиками нагрузки каталоги производителей роботов также содержат показатели скорости. Одним из ключевых факторов при выборе роботов для задач по перемещению грузов является время ускорения на значительных расстояниях. Декартовы роботы могут ускоряться со скоростью 5 м/с и более, что сопоставимо с производительностью роботов SCARA и шестиосевых роботов.
Декартовы роботы также имеют смысл, когда приложения включают длинные пролеты. Это потому, что проектировщики могут быстро модифицировать и расширять декартовых роботов по мере необходимости с помощью модулей до 20 м в длину. Скорость и расстояние дополнительно настраиваются путем выбора ремня, линейного двигателя или шарико-винтового привода. Напротив, шарнирные руки обычно предварительно проектируются для заданного радиуса действия, например, 500 мм.

4. Точность определения местоположения.

SCARA и шестиосевые роботы имеют предопределенные рейтинги точности, которые позволяют легко определить их повторяемость движения. Но эти роботы привязывают конструкторов к одному уровню точности на момент покупки. Конечные пользователи могут модернизировать декартовых или портальных роботов до множества уровней точности, заменив привод, даже до 10 мкм, с помощью шарикового винта. Для меньшей точности и для сокращения расходов конечные пользователи могут заменить пневматический или ременной привод и другой привод для точности 0,1 мм.
Точность является ключом в высокотехнологичных приложениях, таких как станочное оборудование. Этим декартовым роботам нужны лучшие механические компоненты, такие как прецизионные шариковые рельсовые столы и шарико-винтовые приводы. Для приложений, где SCARA и шестиосевые роботизированные руки не могут поддерживать точность из-за отклонения руки, рассмотрите декартового робота с высокоточными линейными подшипниками. Расстояние между подшипниками минимизирует отклонение, поэтому конечный эффектор можно позиционировать более точно.
Хотя небольшие рабочие зоны предпочитают SCARA или шестиосевых роботов, иногда сложность и высокая стоимость этих роботов не нужны. Одним из примеров, где декартовы роботы работают лучше, является применение в крупносерийном производстве медицинских пипеток. Здесь робот берет пипетки из формы и вставляет их в стойку, транспортируемую вторичной автоматизированной машиной. SCARA и шестиосевые роботы жизнеспособны, поскольку в этом применении достаточно точности 0,1 мм. Но отклонение проблематично, когда робот обрабатывает более мелкие 3-миллиметровые пипетки. Кроме того, нехватка места для пьедестала внутри ячейки благоприятствует портальным роботам.

5. Окружающая среда.

Два фактора, которые определяют лучшего робота, — это окружающая среда рабочей зоны и опасности в самом пространстве. Третье соображение, будет ли робот работать в чистой комнате, обычно не является проблемой, поскольку все типы роботов производятся в версиях для чистой комнаты.
Пьедесталы роботов SCARA и шестиосевых роботов, как правило, компактны, что удобно при ограниченном пространстве пола. Но это может быть неважно, если установщики могут смонтировать опорную раму робота над головой или на стене. Напротив, для приложений с механическими помехами, например, когда робот должен проникать в коробки, чтобы вытащить детали, шестиосевые руки обычно являются наиболее подходящими. Шестиосевые роботы обычно стоят дороже декартовых, но расходы оправданы, если нет возможности выполнить приложение без сложных последовательностей движений.
Факторы окружающей среды, такие как пыль и грязь, также влияют на выбор робота. Меховые оболочки могут покрывать сочленения робота SCARA и шестиосевого робота, а различные типы уплотнений защищают приводы оси Z. Для чистых помещений с использованием продувки воздухом декартовы роботы позволяют конструкторам заключать линейные приводы в конструкцию IP65, которая минимизирует попадание воды и пыли. Кроме того, высокопроизводительные уплотнения могут охватывать многие структурные компоненты осей.

6. Рабочий цикл.

Это количество времени, необходимое для завершения одного цикла работы. Роботы, которые работают непрерывно 24/7 (например, в высокопроизводительном скрининге и фармацевтическом производстве), достигают конца срока службы раньше, чем те, которые работают только 8 часов в день, пять дней в неделю. Выясните эти вопросы заранее и приобретите роботов с длительными интервалами смазки и низкими требованиями к обслуживанию, чтобы предотвратить ухудшение в будущем.