Robotin valitsemiseksi on ensin arvioitava sovelluksen tarpeet. Tämä alkaa työtehtävän kuorman, suunnan, nopeuden, liikeradan, tarkkuuden, ympäristön ja käyttösuhteen profiloinnilla, joita joskus kutsutaan LOSTPED-parametreiksi.
1. Lataa.
Robotin kuormituskyvyn (valmistajan määrittelemän) on ylitettävä hyötykuorman kokonaispaino, mukaan lukien mahdolliset työkalut, robottikäsivarren päässä. SCARA- ja kuusiakselisten robottien rajoituksena on, että ne kannattavat kuormia pidennettyjen käsivarsien varassa. Ajatellaanpa työstökeskusta, joka valmistaa vähintään 100 kg:n laakerikokoonpanoja. Tämä hyötykuorma ylittää kaikkien muiden paitsi suurimpien SCARA- tai kuusiakselisten robottien ominaisuudet. Sitä vastoin tyypillinen karteesinen robotti pystyy poimimaan ja sijoittamaan tällaisia kuormia helposti, koska sen tukirunko ja laakerit tukevat johdonmukaisesti koko liikealuetta.
Vaikka raskas kuorma olisi robotin kapasiteetin rajoissa, se voi heikentää tarkkuutta. Esimerkiksi 50 kg:n kappaleiden poiminta ja asettaminen on sekä SCARA- että karteesisten robottien hyötykuorma-alueen rajoissa. Mutta 50 kg on tyypillisen SCARA-robotin ominaisuuksien ylärajalla, joten vääntömomentin käsittelemiseen tarvitaan kalliimpia ohjaimia ja komponentteja. Lisäksi tyypilliset SCARA-robotit voivat asettaa raskaita hyötykuormia 0,1 mm:n tarkkuudella, koska paino taivuttaa käsivartta ja heikentää robotin kykyä sijoittaa kuormaa tasaisesti ja tarkasti. Mutta kuularuuvitoimilaitteilla ja hyvin sijoitetut tukilaakerit sisältävät karteesiset robotit voivat toistuvasti asettaa 50 kg:n ja sitä painavampia kuormia 10 µm:n tarkkuudella.
2. Suuntautuminen
Se riippuu siitä, miten robotti on asennettu ja miten se sijoittaa siirrettävät osat tai tuotteet. Tavoitteena on sovittaa robotin jalanjälki työalueeseen. Jos SCARA- tai kuusiakselisen robotin lattialle tai linjalle asennettu jalusta aiheuttaa esteen, tällaiset robotit eivät välttämättä ole paras vaihtoehto. Jos sovellus tarvitsee liikettä vain muutamalla akselilla, pienirunkoiset karteesiset robotit voidaan asentaa yläpuolelle pois tieltä. Mutta monimutkaiseen osien käsittelyyn tai neljää tai useampaa liikeakselia vaativaan työhön karteesisen robotin runko voi aiheuttaa liikaa esteitä, ja pieni SCARA-robotti, joka joskus vaatii vain 200 mm2 tilaa ja neljä pulttia jalustalla, voi olla sopivampi.
Toinen tekijä on osan suuntaus. SCARA- ja kuusiakseliset robotit voivat kiertää osia, mikä on etu osien tai työkalujen käsittelyssä eri kulmissa ja asennoissa. Samanlaisen joustavuuden saavuttamiseksi joissakin karteesisissa roboteissa on syöttömoduuleiksi kutsuttuja alikomponentteja, jotka siirtävät kevyitä hyötykuormia Z-akselilla. Tyypillisesti syöttömoduulit käyttävät kuularuuvityöntötankoa osien tai työkalujen siirtämiseen Z-akselia pitkin käsittely-, poiminta- ja sijoitus- sekä syöttösovelluksissa. Karteesiset robotit voivat myös sisällyttää pyöriviä toimilaitteita, jotka tarjoavat lisäsuuntausominaisuuksia.
3. Nopeus ja matka.
Kuormitusarvojen lisäksi robottivalmistajien luetteloissa luetellaan myös nopeusluokitukset. Yksi keskeinen huomioon otettava seikka robotteja valittaessa poiminta- ja sijoitussovelluksiin on kiihtyvyysajat merkittävillä etäisyyksillä. Kartesiaaniset robotit voivat kiihtyä 5 m/s tai enemmän, mikä kilpailee SCARA- ja kuusiakselisten robottien suorituskyvyn kanssa.
Kartesilaiset robotit ovat järkeviä myös silloin, kun sovelluksissa on pitkiä jännevälejä. Tämä johtuu siitä, että suunnittelijat voivat nopeasti muokata ja laajentaa karteesisia robotteja tarpeen mukaan moduuleilla, joiden pituus on jopa 20 metriä. Nopeutta ja etäisyyttä voidaan edelleen mukauttaa valitsemalla hihna, lineaarimoottori tai kuularuuvitoimilaite. Sitä vastoin nivelvarret on tyypillisesti suunniteltu tietylle ulottuvuudelle, kuten esimerkiksi 500 mm.
4. Paikan tarkkuus.
SCARA- ja kuusiakselisilla roboteilla on ennalta määritetyt tarkkuusluokitukset, joiden avulla niiden liikkeiden toistettavuuden määrittäminen on helppoa. Nämä robotit kuitenkin sitovat suunnittelijat yhteen tarkkuustasoon ostohetkellä. Loppukäyttäjät voivat päivittää karteesisia tai gantry-robotteja lukemattomille tarkkuustasoille vaihtamalla toimilaitteen kuularuuvilla, jopa 10 µm:iin. Pienemmän tarkkuuden ja kustannusten säästämiseksi loppukäyttäjät voivat vaihtaa pneumaattiseen tai hihnakäyttöiseen käyttölaitteeseen toisen toimilaitteen 0,1 mm:n tarkkuudella.
Tarkkuus on avainasemassa huippuluokan sovelluksissa, kuten työstökoneissa. Nämä karteesiset robotit tarvitsevat parempia mekaanisia komponentteja, kuten tarkkuuskoneistettuja kuulakiskopöytiä ja kuularuuvitoimilaitteita. Sovelluksissa, joissa SCARA- ja kuusiakseliset robottivarret eivät pysty ylläpitämään tarkkuutta varsien taipuman vuoksi, harkitse karteesista robottia, jossa on erittäin tarkat lineaarilaakerit. Laakeriväli minimoi taipuman, joten päätykappale voidaan sijoittaa tarkemmin.
Vaikka pienet työalueet suosivat SCARA- tai kuusiakselisia robotteja, näiden robottien monimutkaisuus ja korkeammat kustannukset ovat joskus tarpeettomia. Yksi esimerkki siitä, missä karteesiset robotit toimivat paremmin, on suuren volyymin lääketieteellisten pipettien valmistussovellus. Tässä robotti ottaa pipettejä muotista ja asettaa ne telineeseen, jota kuljettaa toissijainen automaatiokone. SCARA- ja kuusiakseliset robotit ovat käyttökelpoisia, koska 0,1 mm:n tarkkuus on riittävä tässä sovelluksessa. Mutta taipuma on ongelmallista, kun robotti käsittelee pienempiä 3 mm:n pipettejä. Lisäksi tilanpuute jalustalle solun sisällä suosii gantry-robotteja.
5. Ympäristö.
Kaksi parasta robottia määräävää tekijää ovat työympäristö ja itse tilassa esiintyvät vaarat. Kolmas huomioon otettava seikka, sopiiko robotti puhdastilaan, ei yleensä ole ongelma, koska kaikkia robottityyppejä valmistetaan puhdastilaversioina.
SCARA- ja kuusiakselisten robottien jalustat ovat yleensä kompakteja, mikä on kätevää rajoitetuilla lattiapinnoilla. Tällä ei kuitenkaan välttämättä ole merkitystä, jos asentajat voivat asentaa robotin tukirungon yläpuolelle tai seinälle. Sitä vastoin sovelluksissa, joissa on mekaanisia häiriöitä, kuten silloin, kun robotin on kurotettava laatikoihin vetääkseen osia ulos, kuusiakseliset varret ovat yleensä sopivimpia. Kuusiakseliset robotit maksavat tyypillisesti enemmän kuin karteesiset robotit, mutta kustannukset ovat perusteltuja, jos sovellusta ei voida suorittaa ilman monimutkaisia liikesarjoja.
Ympäristötekijät, kuten pöly ja lika, vaikuttavat myös robotin valintaan. Paljeet voivat peittää SCARA- ja kuusiakselisten robottien nivelet, ja erityyppiset tiivisteet suojaavat Z-akselin toimilaitteita. Ilmapuhdistimia käytettäessä suunnittelijoiden on mahdollista sulkea lineaaritoimilaitteet IP65-rakenteeseen, joka minimoi veden ja pölyn pääsyn sisään. Lisäksi tehokkaat tiivisteet voivat sulkea monia akseleiden rakenneosia.
6. Käyttösuhde.
Tämä on aika, joka kuluu yhden toimintasyklin suorittamiseen. Robotit, jotka toimivat jatkuvasti 24/7 (kuten suurtehoseulonnassa ja lääkevalmistuksessa), saavuttavat käyttöikänsä lopun aikaisemmin kuin ne, jotka toimivat vain 8 tuntia päivässä, viisi päivää viikossa. Selvitä nämä asiat etukäteen ja hanki robotteja, joilla on pitkät voiteluvälit ja vähäiset huoltotarpeet, jotta ongelmat eivät myöhemmin pahene.
Julkaisun aika: 02.01.2019