Robotteja on saatavilla erilaisilla suorituskykyominaisuuksilla ja -hinnoilla, ja niistä on tulossa kaikkialla läsnä olevia kaikenlaisissa teollisissa tuotantotoiminnoissa. Kunkin robottityypin ominaisuuksien ymmärtäminen on avainasemassa parhaan valinnan tekemisessä yrityksellesi.

Puolen vuosisadan ajan mielikuva suuresta, kuusiakselisesta nivelletystä robotista, joka hitsaa autojen ja kuorma-autojen koreja, on vakiintunut kansan mielikuvitukseen. Robotteja käytetään niin monilla eri aloilla kuin terveydenhuollossa, elintarvike- ja juomateollisuudessa, teräksenvalmistuksessa ja varastoinnissa – kaikkialla, missä on toistuvia tai ympäristöllisesti tai ergonomisesti haastavia tehtäviä, jotka voidaan suorittaa nopeammin, luotettavammin ja/tai kustannustehokkaammin. Nykyään robotit jopa kokoavat uusia robotteja.

Roboteissa on yhdestä seitsemään akselia, joista jokainen tarjoaa tietyn vapausasteen. Kaksiakselinen karteesinen gantry piirtyy tyypillisesti XY- tai YZ-akseleille. Kolmiakselisella robotilla on kolme vapausastetta ja se suorittaa toimintonsa XYZ-akseleiden kautta. Nämä pienet robotit ovat muodoltaan jäykkiä, eivätkä ne voi kallistaa tai pyöriä itse, vaikka niihin voidaan kiinnittää työkaluja, jotka voivat kääntyä, pyöriä tai mukautua pienen hyötykuorman muotoon. Neljä- ja viisiakselisilla roboteilla on lisäjoustavuutta pyöriä ja kallistua. Kuusiakselisella nivelrobotilla on kuusi vapausastetta – joustavuus siirtää esineitä mihin tahansa suuntaan tai kiertää niitä missä tahansa asennossa. Nämä kuusiakseliset robotit valitaan yleensä silloin, kun sovellus vaatii suuren tai raskaan esineen monimutkaista käsittelyä. Seitsemänakseliset robotit pystyvät lisäasentoihin työkalujen ohjaamiseksi ahtaissa tiloissa. Ne voivat toimia lähempänä työkappaletta kuin muut nivelrobotit, mikä voi säästää tilaa.

Nivelrobotit
Kuusi- ja seitsemänakselisten nivelrobottien suosio heijastaa kuuden vapausasteen mahdollistamaa suurta joustavuutta. Ne on helppo ohjelmoida, niissä on oma ohjain, ja liikesekvenssit ja I/O-aktivointi voidaan ohjelmoida käyttäjäystävällisen opetusyksikön avulla. Niillä voi olla huomattava ulottuvuus, tietyissä malleissa yli kolme metriä. Tämä kokovalikoima tekee nivelroboteista sopivia monille teollisuudenaloille ja sovelluksiin, joihin liittyy materiaalien tai valmiiden tuotteiden valmistusta tai siirtämistä.

Nivelletty robotti on suunniteltu käyttämään tilaa ja jalanjälkeä, jota ei voida hyödyntää muihin tarkoituksiin. Sillä on myös erityispiirteitä, eli sijainteja ja suuntia ympäröivässä tilassa, joihin se ei pääse käsiksi. Nämä tilalliset rajoitukset vaativat monimutkaisempia turvatoimia, koska robottia käytetään usein alueilla, joilla on työntekijöitä.

Kartesilaiset robotit
Karteesinen eli lineaarirobotti on tyypillisesti edullinen robotti, joka koostuu lineaaritoimilaitteista ja/tai pyörivästä toimilaitteesta varren päässä 3D-sovelluksia varten. Nämä robotit ovat erittäin mukautuvia ja helposti asennettavia ja huollettavia. Kunkin akselin iskut ja koot voidaan mukauttaa sovelluksen mukaan. Sen ulottuvuus ja hyötykuorma ovat toisistaan ​​riippumattomia, eivätkä toisiinsa kietoutuneet. Lineaariakselia on saatavilla useissa eri malleissa, jotka mukauttavat sitä entisestään sen suorittamaan toimintoon.

Karteesisen robotin suurin rajoitus on sen suhteellinen joustamattomuus. Se pystyy helposti sopeutumaan lineaariseen liikkeeseen kolmella akselilla ja pyörimään neljännen akselin ympäri. Useamman kuin yhden akselin ympäri pyörittämiseen on kuitenkin lisättävä liikkeenohjain. Karteesisia robotteja käytetään harvoin pesutilanteissa, koska ne eivät tarjoa riittävää suojaa veden pääsyltä. Myös asennuksen tarkkuus ja perusteellisuus ovat tärkeitä – jokainen akseli on kohdistettava huolellisesti ja pinnan tasaisuuden on oltava riittävä, erityisesti suuremmissa järjestelmissä.

SCARA-robotit
SCARA-robotit on suunniteltu kevyisiin sovelluksiin. Ne ovat virtaviivaisia ​​versioita nivelroboteista, ja niiden yksinkertaisuus ja pieni koko tekevät niistä helposti integroitavan kokoonpanolinjoille. SCARA-robotit voivat saavuttaa varsin vaikuttavia sykliaikoja ja suurta tarkkuutta. Ne ovat erittäin taitavia esimerkiksi komponenttien asettamisessa tiukkoihin toleranssialueisiin säilyttäen samalla jäykkyytensä tällaisissa liikkeissä, mikä tekee niistä kustannustehokkaan vaihtoehdon moniin poiminta-ja-sijoittelusovelluksiin sekä pienten osien käsittelyyn.

Delta-robotit
Delta-robotti tunnetaan nopeudestaan, jonka poimintanopeus on jopa 300 kappaletta minuutissa. Sen kiinnitystapa sijoittaa sen työalueen yläpuolelle, mikä rajoittaa tilantarvetta. Se yhdistetään usein konenäköjärjestelmään satunnaisesti sijoitettujen kappaleiden poimimiseksi monimutkaisissa lajittelu- ja pakkaussovelluksissa. Nivel- ja SCARA-robottien tavoin se on yleensä varustettu opetusohjaimella helppoa ohjelmointia varten. Delta-robotteja käytetään usein elintarviketuotannossa, mutta karteesisten robottien tavoin ne saattavat vaatia lisäsuojausta tai erotusta ympäristöstä.

Yhteistyörobotit
Yhteistyörobotit eli cobotit ovat suhteellisen uusi kehitysaskel, jolla on lupaava tulevaisuus turvallisen ihmisen ja koneen vuorovaikutuksen mahdollistamisessa. Mahdollistamalla työntekijän ja robotin välisen suoran yhteistyön ne lisäävät ulottuvuutta ymmärrykseemme siitä, miten automaatio voidaan integroida teollisuuteen. Cobotti voi olla nivel-, karteesinen, SCARA- tai delta-robotti. Vaikka tähän mennessä useimmat luokiteltaisiin nivelletyiksi. Niiden hyötykuorma on 4–35 kg, ja niiden koko ja ulottuvuus (myös hinta) skaalautuvat vastaavasti. Saatavilla on malleja, joissa on jopa seitsemän akselia; jälkimmäiset voivat suorittaa ergonomisesti erityisen haastavia tehtäviä. Cobotteja käytetään jopa itsenäisinä tuotantolinjarobottina.

Valintasi tekeminen
Robotiikkaan investoitaessa on otettava huomioon kaikki sovelluksen osa-alueet ennen lopullisen valinnan tekemistä. Tässä on joitakin tärkeimpiä huomioon otettavia tekijöitä:

Ulottuvuus ja hyötykuorma

Niiden tulisi olla ensimmäiset kriteerit robotin valintaprosessissa, sillä nämä tekijät voivat välittömästi lyhentää sopivien vaihtoehtojen listaa. Esimerkiksi suuri ja painava kuorma sulkisi pois kevyiden käsittelyteknologioiden harkitsemisen. Toisaalta, jos ulottuvuus on pitkä, mutta hyötykuorma on pieni, edullisempi karteesinen robotti saattaa riittää.

Joustavuus.

Sovelluksessa, joka vaatii viittä tai kuutta vapausastetta, nivelletty robotti voi olla ainoa mahdollinen ratkaisu. Jos näin on, yksi vaihtoehto hintatietoiselle yritykselle, joka vaatii yhtä tai kahta robottia, voisi olla uudelleenkäytetyt yksiköt. Yksinkertaisemmissa sovelluksissa, kuten pienten osien asemointiin ja lastaukseen, elektronisten osien asetteluun sekä laatikoiden ja työstökoneiden lastaukseen – missä tahansa sovelluksessa, jossa kaksi tai kolme akselia riittää – miksi maksaa useammasta akseleista kuin sovellus vaatii?

Nopeus.

Vaatiiko sovellus korkeaa keräilynopeutta, kuten delta-robotin, vai riittäisikö karteesisen gantryn tai SCARA-robotin alhaisempi keräilynopeus?

Tila ja jalanjälki.

Koneiden ja tuotantolinjojen koko on yhä tärkeämpi suunnittelukysymys. Lattiatila on kallista, ja yritykset haluavat optimoida tuotantotilojensa asettelun. Karteesiset ja delta-robotit tarjoavat selkeän edun muihin teknologioihin verrattuna, koska vain pystysuoraa tilaa menetetään, mikä on yleensä vähemmän kriittistä.

Suunnittelu ja projektikehitys.

Suunnitteluun, kokoonpanoon, asennukseen ja käyttöönottoon kuluva aika ja kustannukset tulisi ottaa huomioon vertailukustannuksissa, erityisesti robotin sisällyttämisessä suurempaan koneeseen tai järjestelmään. Viivästykset robotin vastaanottamisessa ja kokoonpanossa voivat viivästyttää koko projektia.

Ylläpidettävyys, korjattavuus ja saatavuus.

Suunnittelemattomat seisokkiajat ovat jokaisen tuotantopäällikön painajainen. Robottien tulisi olla suhteellisen helppoja huoltaa ja korjata.

Standardointi.

Yrityksen tai toimialan sisällä robotin valinta voi olla liiketoiminnallisesti pätevä harkintatapa, vaikka valittu robotti ei olisikaan sopivin tai edes halvin, mutta silti kykenevä tekemään työn. Joskus usein kuljettu reitti osoittautuu vähiten vastustuskykyiseksi (ja riskialttiimmaksi).

Robottiteknologioiden yleistyminen on mahdollistanut kaikenkokoisille yrityksille automaation etujen hyödyntämisen. Paras robotti sinulle on yleensä se, joka sopii parhaiten sovellukseesi – ei vain investoinnin tuottavuuden parantamisen ja sovelluksen teknisten vaatimusten täyttämisen kannalta, vaan myös asiaankuuluvien asioiden, kuten laitoksen turvallisuuden, tilankäytön ja tietenkin käyttöönottokustannusten ja jälkimarkkinointituen, näkökulmasta.