Manuaalisia materiaalin tai osien käsittelyoperaatioita käyttävät valmistus- ja pakkaustoiminnot voivat hyötyä välittömästi automatisoinnista pitkän matkan karteesisilla roboteilla, joissa on räätälöidyt päätytyökalut (EoAT) ja edistyneet tunnistusominaisuudet. Nämä robotit voivat tukea useita koneita suorittamaan muuten manuaalisia tehtäviä, kuten koneiden huoltoa tai prosessin aikana olevien osien siirtoa.

Karteesiset robotit koostuvat kahdesta tai useammasta koordinoidusta lineaarisesta paikannusvaiheesta... joten se ei välttämättä ole ensimmäinen asia, joka tulee mieleen, jos suunnittelija on uusi automaation parissa. Monet rinnastavat robotit kuusiakseliseen nivelvarsirobotiikkaan, jota teollisuus käyttää yhä enemmän tehtaiden lattialla. Jopa kokeneet automaatioinsinöörit saattavat antaa karteesisille roboteille liian vähän huomiota... keskittyen kuusiakselisiin malleihin. Pitkän matkan karteesisen järjestelmän etujen huomiotta jättäminen voi kuitenkin olla kallis virhe – varsinkin sovelluksissa, jotka edellyttävät robotilta:

1. Huolla useita koneita

2. Saavuta pitkiä pituuksia

3. Suorita yksinkertaisia ​​ja toistuvia toimintoja.

Kuusiakselisten robottien ongelma

Hyvästä syystä nivelvarsirobotit ovat näkyvästi esillä lukuisissa automatisoiduissa valmistus- ja pakkauslaitoksissa... erityisesti elektroniikan kokoonpanossa ja lääketieteen teollisuudessa. Oikein mitoitettuina tällaiset robottivarret pystyvät käsittelemään suuria hyötykuormia ja suorittamaan joustavasti monia erilaisia ​​automatisoituja tehtäviä, joita ohjelmoidaan (ja täydennetään varren päätytyökalujen vaihdoilla). Mutta kuusiakseliset robotit voivat olla kalliita ja vaatia suurta robottitiheyttä. Jälkimmäinen on termi, joka tarkoittaa, että laitos tarvitsee todennäköisesti erillisen robotin jokaista yhtä tai kahta pakkauskonetta kohden. Tietenkin on olemassa suurempia ja kalliimpia kuusiakselisia robotteja, joiden ulottuvuus riittää palvelemaan useampaa kuin kahta konetta, mutta nekään eivät ole optimaalisia ratkaisuja, koska ne pakottavat tehdasinsinöörit sijoittamaan koneita yhden erittäin suuren robotin ympärille. Nivelvarsirobotit edellyttävät myös turvasuojia, vievät arvokasta lattiatilaa ja ohjelmointia ja huoltoa ammattitaitoisten työntekijöiden toimesta.

Pitkän matkan karteesisten lineaaristen järjestelmien perustelut

Karteesiset robotit ovat kuusiakselisia robottivaihtoehtoja parempia suurelta osin siksi, että ne vähentävät tarvittavaa robottitiheyttä. Loppujen lopuksi yksi pitkän matkan karteesinen siirtorobotti voi palvella useita koneita ilman, että koneita tarvitsee järjestellä uudelleen robotin ympärille.

Koneiden yläpuolelle asennetut siirtorobotit eivät yleensä vie lattiatilaa … mikä puolestaan ​​vähentää myös turvallisuusvaatimuksia. Lisäksi karteesiset robotit vaativat vain vähän ohjelmointia ja huoltoa alkuasennuksen jälkeen.

Yksi varoitus on, että karteesisten robotiikkajärjestelmien ominaisuudet vaihtelevat suuresti. Itse asiassa, jos insinöörit tutkivat karteesisia robotteja verkossa, he löytävät monia pienempiä järjestelmiä, jotka on optimoitu tuotanto- tai kokoonpanokoneiden poiminta- ja sijoitustoimintoihin. Nämä ovat pohjimmiltaan lineaarisia vaiheita, jotka on rakennettu valmiisiin karteesisiin ratkaisuihin – hyvin erilaisia ​​kuin siirtorobotit, jotka ovat hyödyllisiä suuremmissa toiminnoissa ja joiden on täytettävä seuraavat parametrit.

Pitkät matkat:Useiden suurten koneiden huoltamiseen ostettujen robottien iskunpituuden on oltava vähintään 50 jalkaa.

Useita vaunuja ja räätälöityjä varren päätytyökaluja:Pitkät siirtorobotit ovat tehokkaimpia, kun ne on varustettu useilla itsenäisesti toimivilla vaunuilla pääakselin liikuttamiseksi … jolloin tietty karteesinen robotti pystyy tekemään monen työn. Tätä tuottavuutta lisäävät tarkoitukseen suunnitellut työkalut, joilla käsitellään tavaroita tehokkaammin kuin valmiilla EoAT-työkaluilla, kuten alipaineella tai sormipihdeillä. Monissa tapauksissa räätälöidyt EoAT-työkalut voivat myös yksinkertaistaa karteesisen robotin kanssa toimivien materiaalinkäsittelyjärjestelmien suunnittelua.

Yksinkertaistettu ohjausarkkitehtuuri:Jotkut uudemmat karteesiset robotit hylkäävät perinteisiä ohjausarkkitehtuureja, jotka perustuvat erillisiin moottoreihin, käyttöihin ja ohjaimiin integroiduissa servomoottoreissa (täydellisinä servokäyttöineen), poistaakseen ohjauskaapin tarpeen. Monimutkaisimmat karteesiset robottisovellukset saattavat edelleen vaatia perinteistä arkkitehtuuria... mutta integroidut servomoottorit käsittelevät taitavasti useimpien karteesisten robottien pisteestä pisteeseen -liikkeenohjausvaatimukset. Kun suunnittelija voi käyttää integroituja servomoottoreita, jälkimmäiset voivat auttaa maksimoimaan karteesiseen automaatioon perustuvan järjestelmän kustannusedun.

Valikoiva käyttö:Koska karteesiset robotit asennetaan hoitamiensa koneiden ylä- tai taakse, ne mahdollistavat käyttäjien käyttää koneita manuaalisesti tarvittaessa – esimerkiksi lyhyitä tai erikoiskokoisia sarjoja varten. Tämä valikoiva käyttö on vaikeaa lattialle asennetuilla kuusiakselisilla roboteilla, jotka voivat estää pääsyn koneisiin.

Erityinen karteesinen robottiesimerkki

Jotkut karteesiset robotit tarjoavat yli 15 metrin iskuja jopa 4 m/s nopeuksilla. Vakiovaunuissa voi olla kaksoishihnakäyttötekniikka; joissakin muissa vaunuissa on ylempi käyttöhihna, joka kiertää jatkuvasti sisäänpäin. Jälkimmäinen estää hihnan roikkumisen käänteisissä tai ulokepalkkimaisissa järjestelyissä ja sallii useiden itsenäisten vaunujen samanaikaisen toiminnan akselilla.

Pitkät hihnat monimutkaistavat karteesista robottisuunnittelua, koska ne heikentävät voimansiirron jäykkyyttä (mikä puolestaan ​​heikentää suorituskykyä). Tämä johtuu siitä, että tietyn kireysarvon ylläpitäminen pitkillä hihnoilla on haastavaa... ja (mikä pahentaa asiaa) hihnan kireys on epäsymmetrinen ja vaihteleva. Ongelman vuoksi pitkät kierrätyshihnat ovat tehottomia, nirsoja ja kalliita vaihtoehdoiksi tarkkaan paikannukseen.

Liikkuvalla moottorilla varustetuissa lineaarivaiheissa hihnat pidetään lyhyinä ja kireinä, ja ne on sijoitettu vaunun sisään, jotta ne voivat reagoida enkooderin ohjaamiin ohjauksiin. Tarkkuus säilyy riippumatta karteesisen siirtojärjestelmän pituudesta... olipa se sitten 4 m tai 40 m.

Sovellusesimerkki pakkausteollisuudessa

Pitkän matkan karteesiset robottisiirtoyksiköt toimivat syöttö-, pahvipakkaus- ja tarjottimien muotoilusovelluksissa ja voivat käsitellä lavaus- ja purkutoimintoja.

Harkitse tuotteiden pakkaamista. Eräs maatalouspakkausyritys toimitti hiljattain Kalifornian Central Valleyssa pitkän matkan siirtorobotteja integroitumaan saumattomasti olemassa olevaan IPAK-alustanmuodostusjärjestelmään. Jokainen robotti hoitaa jopa neljää konetta kerrallaan täyttäen ne pinotulla aaltopahvilevyllä. Kolmiakseliset portaalirobotit perustuvat raskaisiin hihnakäyttöisiin lineaarisiin servomoottorivaiheisiin, jotka mahdollistavat rajattomat liikepituudet, itsenäisesti liikkuvat vaunut ja kyvyn asentaa vaihe vaiheelta mihin tahansa asentoon. Yhden tällaisen robotin pisin akseli kulkee alustamuodostusryhmän yli, ja sen iskunpituus on yli 15 metriä.

Aaltopahviarkkien syöttämiseksi neljään tarjotinmuodostuskoneeseen robotti poimii ensin pahvikuorman mittatilaustyönä valmistetulta aaltopahvilavoja sisältävältä laiturilta. Sitten robotti syöttää pahvikuorman jokaiselle tarjotinmuodostajalle. Nopeutensa (jopa 4 m/s) ansiosta robotti pystyy helposti tahdistamaan neljää tarjotinmuodostajaa – jopa 35 tarjottimen minuutissa tuotolla.

Turvasuojauksessa käytetään yläpuolella olevia liukuportteja ja antureita, jotka nousevat hoidetuista koneista robotin aidaksi tarpeen mukaan. Tämä ratkaisu on edullisempi kuin lattialle asennettavat kuusiakseliset robotit.

Järjestelmään sisältyvät myös kaikki ohjauslaitteet ja räätälöity EoAT, jotka pystyvät käsittelemään aaltolevypinoja, joiden korkeus ja paino vaihtelevat arvaamattomasti. Työkalut pystyvät käsittelemään jopa 50 kg:n hyötykuormia ilman ongelmia. Ratkaisu vapauttaa käyttäjät, jotka aiemmin joutuivat nostamaan pahvinippuja lavoista ja kumartumaan laittaakseen ne muovauskoneisiin. Näiden tehtävien automatisointi on vapauttanut henkilöstön keskittymään vähemmän rasittavaan työhön. Suuret siirtorobotit ovat vain yksi esimerkki siitä, mitä karteesiset robottijärjestelmät mahdollistavat pakkausympäristöissä. Jotkut toimittajat ovat myös kehittäneet lavaus- ja purkujärjestelmiä, jotka perustuvat samankaltaisiin karteesisiin lähestymistapoihin. Kaikissa tällaisissa roboteissa käytetään kolmea lineaarista vaihetta, jotka on varustettu antureilla, ohjaimilla ja päätytyökaluilla maksimaalisen tehokkaan ja tuloksellisen pakkausautomaation saavuttamiseksi.