Prednosti i nedostaci industrijskih robotskih oružja

Prednosti i nedostaci industrijskih robotskih oružja

Kao automatizirana operativna oprema koja se koristi u industrijskim okruženjima, industrijska robotska ruka opremljena je s tri ili više programabilnih osi gibanja.

Omogućuje prostorno pomicanje alata ili izradaka za izvođenje proizvodnih postupaka kao što su zavarivanje, bojanje sprejom, paletiranje, utovar/istovar i montaža alatnog stroja.

1. Razlike između industrijskih robotskih ruku i kolaborativnih robota

Industrijske robotske ruke imaju velike radne brzine i snažnu udarnu silu, dizajnirane za velike brzine, veliku nosivost i kontinuiranu masovnu proizvodnju. Moraju biti ograđeni zaštitnim ogradama za odvajanje ljudi i strojeva, onemogućujući blisku suradnju ljudi-robota.

Kolaborativni roboti opremljeni su ugrađenim-senzorima sile s visokoosjetljivim otkrivanjem sudara, koji će se odmah zaustaviti kada kontaktiraju radnike. Unatoč smanjenoj brzini i nosivosti, općenito im nisu potrebne sigurnosne ograde i mogu raditi s operaterima na istoj radnoj stanici.

2. Razlike u parametrima izvedbe

Prednosti industrijskih robotskih ruku: velika radna brzina, velika nosivost i veliki doseg, prikladno za kontinuiranu masovnu-proizvodnju visokog intenziteta.

Prednosti kolaborativnih robota: lagana i fleksibilna struktura, ali ograničena u brzini i maksimalnoj nosivosti, primjenjivo samo na obradu lakih i malih izradaka.

3. Primjenjivi proizvodni scenariji

Industrijske robotske ruke: procesi s visokim-ciklusima i teškim-opterećenjima uključujući zavarivanje, paletiziranje teških materijala, štancanje i održavanje stroja.

Kolaborativni roboti: sastavljanje malih-dijelova, pregled, poliranje, lako rukovanje i fleksibilna proizvodnja s malim serijama i različitim vrstama proizvoda.

Industrijske robotske ruke imaju strukturu serijske veze. Čvrsta baza čvrsto je postavljena na tlo, s višestrukim mehaničkim vezama i rotirajućim zglobovima spojenim kraj-na-kraj, protežući se sve do zapešća i krajnje prirubnice alata. Velika većina robotskih ruku na tržištu usvaja ovaj serijski dizajn; mali broj paralelnih robota postoji, ali imaju ograničene primjenjive scenarije, koji će biti razrađeni kasnije. Svaki zglob odgovara jednoj neovisno kontroliranoj osi gibanja, a standardni modeli opremljeni su sa šest osi označenih J1 do J6.

Šest osi spada u dvije skupine: prve tri osi J1 (baza), J2 (rame) i J3 (koljeno) su osi pozicioniranja. J1 rotira cijelu ruku lijevo-desno, J2 zamahuje donjom rukom naprijed-natrag, a J3 podiže i spušta nadlakticu. Radeći u tandemu, mogu premjestiti zglob u bilo koji položaj unutar radne ovojnice.

Ostale tri osi J4, J5 i J6 integrirane su unutar zapešća kao orijentacijske osi. Mogu kotrljati, naginjati i okretati krajnji alat kako bi ga poravnali s radnim komadima iz bilo kojeg kuta.

Jednostavno rečeno: tri osi određuju položaj alata, dok ostale tri prilagođavaju njegov položaj. Šest osi predstavlja minimalnu konfiguraciju potrebnu za slobodno postavljanje i orijentaciju alata u bilo kojoj točki i pod bilo kojim kutom u prostoru, zbog čega su robotske ruke sa šest-osa glavno rješenje za automatizaciju tvornice.

Nakon sužavanja kategorija modela kao što su robotske ruke sa šest-osi, kolaborativni roboti i roboti za paletiranje, specifikacijski listovi služe kao temeljna referenca za procjenu praktičnosti svakog modela. Nominalni parametri koje daju proizvođači uglavnom su optimalne vrijednosti dobivene u idealnim radnim uvjetima, koji često kriju kritična radna ograničenja i mogu lako dovesti do pogrešnog odabira modela.

Pet ključnih parametara izravno određuje radnu izvedbu robotskih ruku: nominalna nosivost, radni radijus, ponavljanje točnosti pozicioniranja, vrijeme ciklusa i stupnjevi slobode (broj osi). Naime, nosivost i radni radijus međusobno su ograničavajući; potrebna je sveobuhvatna ukupna procjena umjesto ocjenjivanja bilo kojeg pojedinačnog parametra zasebno.

1. Korisni teret

kada radi pri nazivnoj brzini sa standardnim dosegom, bez degradacije performansi ili gubitka životnog vijeka. Ključne zamke koje treba izbjegavati tijekom odabira modela

Nemojte samo izračunati. Odnosi se na maksimalnu težinu tereta koju robotska ruka može stabilno nositi dok traje težina samog obratka; mora se dodati ukupna težina End{0}}of-Alata za ruke (EOAT), uključujući dodatke kao što su hvataljke, vakuumske vakuumske čašice, brzo-izmjenjive uređaje, senzore i kabele.

Dva ključna kriterija

 

Nazivna nosivost definirana je na temelju standardnog težišta tereta i montažne udaljenosti. Teži alat ili pomaknuto težište smanjit će stvarni kapacitet opterećenja. Uvijek provjerite krivulju dosega-korisnog opterećenja umjesto da se oslanjate samo na oglašenu nominalnu vrijednost korisnog opterećenja.

 Sigurnosna granica od 20% do 30% mora biti rezervirana tijekom odabira modela kako bi se suprotstavila inerciji tijekom ubrzavanja i usporavanja i prilagodila buduća nadogradnja alata. Korisni teret koji tek ispunjava radne zahtjeve ukazuje na premalu specifikaciju.

2. Maksimalni doseg

To znači maksimalnu ravno-linijsku udaljenost od središta baze robotske ruke do prirubnice alata, koja određuje efektivnu radnu ovojnicu. Njegovo radno područje nije pravilna kugla; slijepe zone postoje iznad i ispod baze, a pokretljivost zglobova je izrazito slaba u područjima blizu baze.

Smjernice za odabir modela

Nemojte odabrati model samo na temelju maksimalnog dosega. Provjerite radnu omotnicu u odnosu na-i-pozicije postavljanja, raspored alata i ulazne/izlazne točke materijala. Krajnji alati mogu produžiti radni radijus, ali će kutovi rotacije spojeva smanjiti efektivni radni raspon. Duži doseg odgovara nižem kapacitetu nosivosti i većem otisku poda jedinice, budući da ovi parametri međusobno ograničavaju.

3. Ponavljanje točnosti pozicioniranja u odnosu na apsolutnu točnost pozicioniranja

Ponovite točnost pozicioniranja

Dosljednost robotske ruke koja se opetovano vraća na ručno naučene ciljne točke, obično ±0,0X mm. To je ključni promotivni parametar koji ističu proizvođači i prikladan je za većinu radnih scenarija s fiksnim putanjama gibanja.

Apsolutna točnost pozicioniranja

Preciznost robotske ruke koja doseže nenaučene koordinate generirane iz CAD crteža, softvera za izvanmrežno programiranje ili sustava za viziju. Ova vrijednost točnosti daleko je inferiorna u odnosu na točnost ponavljanja pozicioniranja i rijetko je navedena u specifikacijama proizvoda. Služi kao ključni ključni parametar za offline programiranje, integraciju vizije i aplikacije zamjenjivosti robota.

Uobičajena zabluda

Dvije metrike nisu zamjenjive. Visoka ponovljena točnost pozicioniranja ne jamči visoku apsolutnu točnost pozicioniranja.

4. Vrijeme ciklusa / radna brzina

Ovaj parametar odražava teoretski proizvodni kapacitet opreme i predstavlja najidealiziraniji indeks u specifikacijama proizvoda. Ocijenjeno vrijeme ciklusa i maksimalna brzina koje su objavili proizvođači izračunati su pod standardnim radnim uvjetima koji uključuju kratke udaljenosti putovanja, male nosivosti i optimizirane parametre, koji se ne mogu podudarati sa stvarnim-proizvodnim okruženjima.

Na stvarno vrijeme ciklusa utječu težina korisnog tereta, udaljenost putovanja, međutočke i vrijeme zadržavanja procesa (za nanošenje, zavarivanje, međuspremnik preciznog poravnanja). Stvarni učinak proizvodnje općenito je niži od nazivne vrijednosti. Za scenarije osnovne proizvodnje prevladat će izmjereni podaci ispitivanja ili rezultati simulacije.

5. Stupnjevi slobode (DOF) / Broj osi

Odnosi se na broj neovisno pomičnih zglobova na robotskoj ruci, koji određuju fleksibilnost radnog položaja krajnjeg efektora:

1. Roboti s 4-osi (SCARA roboti, većina robota za paletiranje): Velika brzina i krutost, s krajnjim efektorima sposobnim samo za okomite operacije. Idealno za planarno odabiranje-i postavljanje, paletiranje i jednostavne zadatke sklapanja.

2. Robotske ruke sa 6 osi: Podesivi položaji pod svim kutovima, omogućujući nagnuto spajanje s radnim komadima. Pogodan za zavarivanje, složenu montažu i strojno umetanje/vađenje izradaka nepravilnog oblika.

3. 7-osi redundantne robotske ruke: Sposobne izbjegavati prepreke opreme dok održavaju stabilne položaje kraj-efektora čak i u kompaktnim radnim stanicama, prikladne za složene radne uvjete ograničenog prostora.

Načelo odabira: Konfigurirajte osi prema stvarnoj potražnji. Više-osni modeli visokih-specifikacija nisu potrebni za jednostavne planarne primjene kako bi se izbjegli nepotrebni troškovi.

Liste sa specifikacijama imaju smisla samo kada su usklađene sa stvarnim proizvodnim procesima. Ponovljivost od ±0,05 mm, kritična metrika za zavarivanje, nije relevantna za linije za utiskivanje od 400 tona, gdje prednost imaju vrijeme kretanja i otisak poda.

1. Zavarivanje: Odaberite robote na temelju putanje zavarivanja umjesto korisnog opterećenja

Elektrolučno zavarivanje uvelike se oslanja na precizno praćenje putanje. Zavareni šavovi često su zakrivljeni, okomiti ili uvučeni duboko unutar učvršćenja. Plamen za zavarivanje mora održavati dosljednu udaljenost i kut hoda, budući da je rastaljena kupka za zavarivanje vrlo osjetljiva na sitna odstupanja. Baterijske lampe i njihovi kabeli teški su tek nekoliko kilograma, tako da nosivost nije glavni prioritet. Ključni zahtjevi uključuju visoku neprekinutu točnost putanje, tanko i okretno zapešće i velik radni doseg. Preporučeno rješenje je zglobni robot sa 6-osi nosivosti 6-20 kg, opremljen sustavom za praćenje spojeva ili senzorskim sustavima kroz luk i kontrolerom koji omogućuje glatku interpolaciju gibanja.

2. Bojanje i nanošenje ljepila: dajte prednost ravnomjernom premazu nad brzinom raspršivanja

Dva obvezna standarda primjenjuju se na robote za bojanje: potpuna konstrukcija -otporna na eksploziju i dosljedna debljina premaza. Kabine za bojanje sadrže zapaljivu maglicu otapala, zbog čega standardne robotske ruke predstavljaju veliku opasnost od požara. Pištolj za prskanje mora održavati konstantnu udaljenost, kut i brzinu kretanja; nedosljedno kretanje dovodi do uobičajenih nedostataka kao što su opuštenost, gole mrlje i tekstura narančine kore. Udubite-zapešća ruku iznutra usmjerite crijeva za boju i zrak kako biste izbjegli smetnje cijevi s uzorkom prskanja. Lagani, -eksplozivno-otporni roboti sa 6 osi su idealni, imaju potpunu IP zaštitu od prekomjernog raspršivanja i optimizirani su za stabilne putanje, a ne za rukovanje teškim teretom.

3. Paletiziranje i depaletiziranje: Odaberite robote prema nosivosti, dosegu i vremenu ciklusa

Visoka preciznost je nepotrebna za paletiranje. Odabir modela ovisi o tri čimbenika: nosivost, radni radijus i brzina ciklusa. Standardni kartoni teže 15-50 kg, a roboti moraju pokriti cijelu površinu slaganja paleta. Paleta naslagana 2 metra visoko zahtijeva otprilike 3 metra dosega, s učinkom koji se mjeri u kartonima po minuti. 4-roboti za paletiranje po osi daju optimalnu izvedbu. Njihovi namjenski okomiti zglobovi eliminiraju suvišne osovine, usmjeravajući svu snagu motora u nosivost i širok doseg za vrhunsku troškovnu učinkovitost.

Da biste vidjeli uklapamo li se, postavite pravi zahtjev pred inženjera. Pošaljite svoj crtež dijela, vrijeme ciklusa i ograničenja ćelija, a mi ćemo vam se vratiti s konfiguracijom i rokom isporuke - [Zatražite ponudu] / [Razgovarajte s inženjerom] ili nam pošaljite poruku na WhatsApp. Više o tome tko smo na našem [O stranici], i nedavne verzije pod [Studije slučaja].