Yüksek hızlı al ve yerleştir uygulamaları için kapsamlı otomasyon tasarlamak, hareket mühendislerinin karşılaştığı en zorlu görevler arasındadır. Robotik sistemler daha karmaşık hale geldikçe ve üretim oranları daha da yükseldikçe, sistem tasarımcıları en son teknolojilere ayak uydurmak zorunda kalacak veya optimumdan daha az bir tasarım belirleme riskiyle karşı karşıya kalacaktır. Mevcut en yeni teknolojilerden ve bileşenlerden bazılarını gözden geçirelim ve ayrıca bunların nerelerde kullanım bulduklarına yakından bakalım.

Robot kolları kompakt tasarımlara uygundur

Endüstriyel robot kollarının genellikle ayakları üzerinde hafif olması pek bilinmez. Daha ziyade çoğu, ağır kol sonu takımlarını desteklemesi gereken sağlam yapılara sahiptir. Sağlam tasarımın avantajlarına rağmen bu robotik kollar hassas uygulamalar için fazla ağır ve hantaldır. Almanya'nın Köln şehrinde çalışan igus Inc. mühendisleri, çevik kolları hafif görevlere daha uygun hale getirmek amacıyla, küçük yüklerin bir vinç kolu etrafında dönmesine olanak tanıyan çok eksenli bir mafsal geliştirmeye başladı. Yeni bağlantı, kavrama kuvvetinin gerektiği gibi ayarlanabildiği hassas al ve yerleştir uygulamaları için çok uygundur.

Esneklik ve hafiflik, plastik ve kablo kontrollerinden oluşan yeni bağlantının temel tasarım parametreleridir. Kısacası kablolar, koldaki ataleti önleyen, dinamik hareketi kolaylaştıran ve tasarım ayak izini en aza indiren FAULHABER kompakt fırçasız DC servo motorlar tarafından kolun omuz ekleminden hareket ettirilir.

Mühendisler tasarımlarının çoğunu insan dirsek eklemine dayandırdılar, bu nedenle iki DOF (dönme ve dönme) tek bir eklemde birleştirildi. İnsan koluna benzer şekilde, robot kolunun en zayıf kısmı kemikler (robot kolunun gövde tüpü) veya kaslar (tahrik motoru) değil, gücü aktaran tendonlardır. Burada yüksek gerilimli kontrol kabloları, 3.000 ila 4.000 N/mm2 çekme mukavemetine sahip süper güçlü UHMW-PE polietilen malzemeden yapılmıştır. Ekle ve yerleştir uygulamaları gibi geleneksel robot kol işlevlerinin ötesinde, bağlantı aynı zamanda özel kamera bağlantı parçaları, sensörler veya hafif yapının gerekli olduğu diğer araçlar için de çok uygundur. Yüksek hassasiyet için her bağlantıya bir manyetik açı konum sensörü yerleştirilmiştir.

Elektronik olarak değiştirilen servo motorlar, dinamik kullanıma uygun, düşük bir hareketli kütleye sahiptir: 24 Vdc çalışma voltajı, mobil uygulamalarda kullanım için çok önemli olan akü gücü için tasarlanmıştır; 97 mNm motor torku, çapa uyumlu planeter redüktörleri gerekli değerlere yükseltir. kol operasyonu. Dahası, bu fırçasız tahriklerde rotor yatağı dışında aşınan bileşenler bulunmadığından onbinlerce saatlik bir hizmet ömrü sağlanır.

Doğrusal hareket sistemi laboratuvar otomasyonunu hızlandırır

Geleneksel paketleme ve montaj operasyonlarının ötesinde, yüksek hızlı laboratuvar otomasyonunda al ve yerleştir yöntemi de yaygınlaşıyor. Her gün milyonlarca bakteri örneğini manipüle ettiğinizi hayal edin; günümüzün biyoteknoloji laboratuvarlarının neleri ele alması beklendiğine dair bir fikriniz olacak. Bir kurulumda, gelişmiş bir doğrusal hareket sistemi, RoToR adı verilen bir biyoteknoloji laboratuvar robotunun, hücre dizilerini saatte 200.000'den fazla numune gibi rekor bir hızda sabitlemesine olanak tanıyor. RoToR, Singer Instruments, Somerset, Birleşik Krallık menşelidir ve genetik, genom ve kanser araştırmaları için tezgah üstü otomasyon sistemi olarak kullanılır. Bu robotlardan biri genellikle birkaç farklı laboratuvara hizmet veriyor; bilim insanları bakteri ve maya kitaplıklarını kopyalamak, çiftleştirmek, yeniden düzenlemek ve yedeklemek için kısa zaman aralıkları ayırıyor.

Gerçek zamanlı bir denetleyici, robotun noktadan noktaya sabitleme hareketlerini koordine eden üç hareket eksenini ve ayrıca bir örnek işleme eksenini yönetir ve ayrıca robotun GUI'si ile arayüz oluşturur. Ayrıca kontrol cihazı tüm I/O kanallarını da yönetir.

Baldor, kontrolörün yanı sıra bir lineer servo motor ve sürücü ile üç entegre step motor ve sürücü modülü de sağladı. Robot, makinenin genişliği boyunca ilerleyen doğrusal bir servo motor ekseni boyunca kaynaktan hedef plakalara noktadan noktaya transferler yapar. Bu eksen, sabitleme eylemini kontrol eden iki eksenli bir step motor kafasını destekler. Aslında birleşik XYZ hareketi, karmaşık bir sarmal hareket kullanarak numuneleri bile karıştırabilir. Ayrı step motor ekseni, pin kafalarının yükleme mekanizmasını kontrol eder. Pnömatik tutucular ve döndürücüler, operasyonların başında ve sonunda toplu iğne başlarının alınması ve atılması gibi diğer makine hareketlerini kontrol eder.

Singer başlangıçta ana enine eksen için pnömatik bir sürücü kullanmayı amaçladı ancak bu tasarım istenen konumlandırma çözünürlüğünü veya hızını sağlayamadı ve laboratuvar ortamı için çok gürültülü oldu. İşte o zaman mühendisler lineer motorları düşünmeye başladı. Baldor, lineer yolda mekanik modifikasyonlar içeren özel bir fırçasız lineer servo motor yarattı; bu motor, lineer rayın uzunluğu boyunca değil, yalnızca uçlarından desteklenmesine olanak tanıdı; böylece motorun güçlendiricisi, Y ve Z eksenlerini taşıyan bir X ekseni köprüsü görevi görüyor. Son olarak, lineer motorun mıknatıs tasarımı, düzgün harekete izin vermek için vuruntuları en aza indirir.