Manuel malzeme veya parça taşıma operasyonlarını kullanan üretim ve paketleme operasyonları, özel kol sonu takımlama (EoAT) ve gelişmiş algılama yeteneklerine sahip uzun hareket mesafeli Kartezyen robotlarla otomasyondan anında fayda sağlayabilir. Bu robotlar, makine bakımı veya proses içi parçaların aktarılması gibi manuel görevlerin yerine getirilmesi için çeşitli makineleri destekleyebilir.

Kartezyen robotlar iki veya daha fazla koordineli doğrusal konumlandırma aşamasından oluşur… dolayısıyla otomasyonda yeni olan bir tasarım mühendisinin aklına gelen ilk şey bu olmayabilir. Pek çok kişi robotları, endüstrinin fabrika zeminlerinde giderek daha fazla uyguladığı altı eksenli mafsallı kollu robot teknolojisiyle aynı kefeye koyuyor. Deneyimli otomasyon mühendisleri bile, altı eksenli modellere odaklanarak Kartezyen robotlara pek önem vermeyebilir. Ancak uzun hareket mesafeli Kartezyen sistemin faydalarını göz ardı etmek, özellikle robotun aşağıdakileri yapmasını gerektiren uygulamalarda maliyetli bir hata olabilir:

1. Birden fazla makineye yönelin

2. Uzun mesafelere ulaşın

3. Basit ve tekrarlayan işlemleri gerçekleştirin.

Altı eksenli robotlarla ilgili sorun

Mafsallı kol robotlarının, sayısız otomatik üretim ve paketleme tesislerinde, özellikle de elektronik montaj ve tıp endüstrisinde öne çıkmasının haklı bir nedeni var. Uygun şekilde boyutlandırıldığında bu tür robotik kollar, programlama tarafından komut verilen (ve kol sonu takım değişiklikleriyle tamamlanan) birçok farklı otomatik görevi gerçekleştirme esnekliğiyle büyük yükleri kaldırabilir. Ancak altı eksenli robotlar pahalı olabilir ve yüksek robot yoğunluğu gerektirebilir. İkincisi, bir tesisin muhtemelen her bir veya iki paketleme makinesi için ayrı bir robota ihtiyaç duyacağını belirten bir terimdir. Elbette, birkaç makineden daha fazlasına hizmet edebilecek erişime sahip, daha büyük ve daha pahalı altı eksenli robotlar mevcut, ancak bunlar bile yetersiz çözümler çünkü tesis mühendislerini, makineleri çok büyük bir robotun etrafına konumlandırmaya zorluyorlar. Mafsallı kol robotları aynı zamanda güvenlik önlemlerini de gerektirir; değerli zemin alanını tüketir; ve vasıflı çalışanlar tarafından programlama ve bakım.

Uzun yollu Kartezyen doğrusal sistemler için durum

Kartezyen robotlar, gerekli robot yoğunluğunu azalttığından büyük ölçüde altı eksenli robotik seçeneklerden daha iyi performans gösterir. Sonuçta, uzun yolculuk yapan bir Kartezyen transfer robotu, makinelerin robot etrafında yeniden düzenlenmesi ihtiyacını ortadan kaldırarak birden fazla makineye hizmet verebilir.

Yönettikleri makinelerin üzerine kurulan transfer robotları zemin alanı tüketmez; bu da güvenlik koruma gereksinimlerini de azaltır. Ayrıca Kartezyen robotlar, ilk kurulumdan sonra çok az programlama ve bakım gerektirir.

Bir uyarı, Kartezyen robotik sistemlerinin yeteneklerinin büyük ölçüde farklılık göstermesidir. Aslında mühendisler Kartezyen robotları çevrimiçi olarak araştırırlarsa, üretim veya montaj makinelerinde alma ve yerleştirme işlemleri için optimize edilmiş birçok küçük sistem bulacaklardır. Bunlar aslında kullanıma hazır Kartezyen çözümlere yerleştirilmiş doğrusal aşamalardır; daha büyük operasyonlarda yararlı olan ve aşağıdaki parametreleri karşılaması gereken transfer robotlarından çok farklıdır.

Uzun yolculuklar:Birden fazla büyük makineye bakmak için satın alınan herhangi bir robotun stroku 50 feet veya daha fazla olmalıdır.

Çoklu taşıyıcı ve özel kol sonu takımları:Uzun transfer robotları, ana ekseni hareket ettirmek için birden fazla bağımsız hareket eden araba ile donatıldığında maksimum düzeyde etkili olur ve belirli bir Kartezyen robotun birçok kişinin işini yapmasına olanak tanır. Bu üretkenliği artıran, vakum veya parmak tutucular gibi kullanıma hazır EoAT'den daha etkili bir şekilde malları taşımak için özel olarak tasarlanmış takımlardır. Birçok durumda özel EoAT, Kartezyen robotla birlikte çalışan malzeme taşıma sistemlerinin tasarımlarını da basitleştirebilir.

Basitleştirilmiş kontrol mimarisi:Bazı yeni Kartezyen robotlar, kontrol kabini ihtiyacını ortadan kaldırmak için ayrı motorlara, sürücülere ve entegre servo motorlar için kontrolörlere (servo sürücülerle birlikte) dayalı geleneksel kontrol mimarilerinden kaçınır. En karmaşık Kartezyen robot uygulamaları hala geleneksel bir mimari gerektirebilir… ancak entegre servo motorlar, çoğu Kartezyen robotun noktadan noktaya hareket kontrolü gereksinimlerini ustaca karşılar. Bir tasarım mühendisi entegre servo motorları kullanabildiğinde, ikincisi Kartezyen tabanlı otomasyonun maliyet avantajını en üst düzeye çıkarmaya yardımcı olabilir.

Seçici kullanım:Kartezyen robotlar, ilgilendikleri makinelerin üstüne veya arkasına monte edildiklerinden, kullanıcıların gerektiğinde, örneğin özel boyuttaki kısa bir çalışma için makineleri manuel olarak çalıştırmalarına da olanak tanır. Bu seçici kullanım, makinelere erişimi engelleyebilen, yere monteli altı eksenli robotlar nedeniyle zordur.

Spesifik Kartezyen robot örneği

Bazı Kartezyen robotlar, 4 m/sn'ye kadar hız sağlarken bile 50 ft'yi aşan vuruşlar sunar. Standart taşıyıcılar çift kayışlı tahrik teknolojisini içerebilir; diğer bazı taşıyıcılar, sürekli olarak içeride dönen bir üst tahrik kayışı içerir. İkincisi, ters veya dirsekli düzenlemelerde bandın sarkmasını önler ve birden fazla bağımsız taşıyıcının aynı anda bir eksen üzerinde çalışmasına olanak tanır.

Uzun kayışlar aktarma organlarının sertliğini (bu da performansı düşürür) bozduğu için Kartezyen robot tasarımını karmaşık hale getirir. Bunun nedeni, uzun kayışlarda belirli bir gerilim değerini korumanın zor olmasıdır... ve (daha da kötüsü) kayış gerginliğinin asimetrik ve değişken olmasıdır. Sorun, uzun devridaim bantlarını doğru konumlandırma açısından düşük performanslı, titiz ve maliyetli bir seçim haline getiriyor.

Buna karşılık, hareketli motorlu doğrusal aşamalar, bant uzunluklarını kısa ve sıkı tutar ve enkoder bilgili kontrollere yanıt verebilmeleri için taşıyıcının içinde yer alır. Doğruluk, Kartezyen transfer sistemi uzunluğundan bağımsız olarak korunur… ister 4 m ister 40 m olsun.

Ambalaj endüstrisindeki uygulama örneği

Uzun hareket mesafeli Kartezyen robot transfer üniteleri besleme, kartonlama ve tepsi oluşturma uygulamalarında çalışır ve paletleme ve paletten çıkarma işlemlerini gerçekleştirebilir.

Ürün ambalajını düşünün. Kaliforniya'nın Central Valley bölgesindeki bir tarımsal paketleme şirketine yakın zamanda yapılan bir başvuruda, bir üretici, mevcut IPAK tepsi oluşturma sistemiyle sorunsuz bir şekilde entegre olmak için uzun hareket mesafeli transfer robotları sağladı. Her robot aynı anda en fazla dört makineyi yönetiyor ve bu makineleri istiflenmiş oluklu mukavva tabakalarla dolduruyor. Üç eksenli portal robotlar, sınırsız hareket uzunlukları, bağımsız olarak hareket eden taşıyıcılar ve sahneyi herhangi bir yönde monte etme yeteneği için ağır hizmet tipi kayış tahrikli doğrusal servo motor aşamalarına dayanmaktadır. Böyle bir robotun en uzun ekseni, 50 feet'i aşan bir strok ile tepsi oluşturucuların sırasının üzerinden geçer.

Oluklu mukavva tabakalarını dört tepsi oluşturma makinesine teslim etmek için, bir robot ilk önce oluklu mukavva levha paletlerini tutan özel yapım iskeleden bir karton yükü alıyor. Robot daha sonra her tepsi oluşturucuya bir karton yük aktarıyor. Hızı (4 m/sn'ye kadar) sayesinde robot, dakikada 35 tepsi çıktısında bile dört tepsi oluşturucunun hızını kolayca ayarlayabilir.

Güvenlik korumaları, zemine monteli altı eksenli robotlara göre daha az maliyetli bir çözüm için gerektiği gibi, robotu çitlemek üzere destekli makinelerden yükselen tepedeki kayar kapıları ve sensörleri kullanır.

Bu sisteme ayrıca tüm kontroller ve yüksekliği ve ağırlığı tahmin edilemeyecek şekilde değişen oluklu levha yığınlarıyla çalışabilen özel EoAT dahildir. Alet, 50 kg'a kadar yük taşıma kapasitesine sahiptir. Çözüm, bir zamanlar karton demetlerini paletlerden kaldırıp eğilerek şekillendirme makinelerine koymak zorunda kalan operatörleri rahatlatıyor. Bu görevlerin otomatikleştirilmesi, personelin daha az meşakkatli işlere odaklanmasını sağladı. Büyük transfer robotları, paketleme ayarlarında Kartezyen robot sistemleriyle neler yapılabileceğinin yalnızca bir örneğidir. Bazı tedarikçiler de benzer Kartezyen yaklaşımlara dayalı paletleme ve paletten çıkarma sistemleri geliştirmiştir. Bu tür robotların tümü, maksimum etkili ve verimli paketleme otomasyonu için sensörler, kontroller ve kol sonu araçlarıyla donatılmış üç doğrusal aşamayı kullanır.