Портальные системыформа линейной роботизированной платформыРазработаны для перемещения объектов или инструментов в ортогональных направлениях. Нестандартные рабочие зоны традиционных шарнирных манипуляторов могут потребовать перепланировки существующих рабочих пространств. Роботы SCARA и роботы с шарнирными манипуляторами, возможно, являются наиболее узнаваемым типом роботов на современном рынке, но для выполнения больших объемов работ в минимальном пространстве следует обратить внимание на портальных роботов. Портальные роботы, также называемые декартовыми роботами, практически повсеместно используются в системах автоматизации. Благодаря своей простой конструкции, низкой стоимости и масштабируемости, а также множеству решений для управления двигателями и программных решений для управления, они работают за пределами своих возможностей.
Применение/Отрасль:
Упаковка, производство, паллетирование, подбор и размещение, автоматизация
Задача:
Нестандартные рабочие зоны традиционных шарнирных манипуляторов могут потребовать перепланировки существующих рабочих пространств. Роботы SCARA и роботы с шарнирными манипуляторами, возможно, являются наиболее узнаваемым типом роботов на современном рынке, но для выполнения больших объемов работ в минимальном пространстве стоит обратить внимание на портальных роботов. Портальные роботы, также называемые декартовыми роботами, практически повсеместно используются в системах автоматизации, но по причинам, выходящим за рамки данной статьи, их пока не считают полноценными роботами. Благодаря простоте конструкции, низкой стоимости и масштабируемости, а также множеству решений для управления двигателями и программных решений для управления, ситуация меняется.
Преимущества портального робота:
- 3+ оси движения практически любой длины
- Масштабируемый
- Редуктор и двигатель можно подобрать по размеру в зависимости от диапазона движения и скорости.
- Подходит для легких и тяжелых/подвесных грузов
- Гибкость и эффективность за счет масштабируемости линейных осей
- Недорого
Факт: Роботы, спроектированные по картезианской схеме, обычно обеспечивают наибольшую точность.
Недостатки портального робота:
- Невозможно изменять радиус действия, преодолевая препятствия.
- Рельсы линейных направляющих нелегко изолировать от окружающей среды.
- Не отдельно стоящий: требуется подставка, рама или другое крепление
Преимущества портальной системы:
Портальные роботы могут использовать всю кубическую рабочую зону, составляющую 96% их пространства и размера. Декартов робот имеет три оси. Как и их тезка и более узнаваемые гигантские собратья, портальные краны, они обычно подвешиваются к балке оси X или X/Y на жесткой конструкции. Координаты по трем осям обычно определяются как X, Y и Z. Каждая ось расположена под прямым углом, что обеспечивает три градуса движения. Портальные роботы дополнительно характеризуются поддержкой на обоих концах или за счет добавления второго элемента. В отличие от роботов в стиле руки, портальные роботы можно легко масштабировать до больших пропорций по всем трем осям. Портальные роботы особенно подходят для приложений, где дополнительные требования к ориентации минимальны или где детали могут быть подготовлены до того, как робот их подберет.
Как декартовы, так и портальные роботы имеют прямоугольную или кубическую рабочую зону, в отличие от шарнирных роботов, которые, подобно сочленениям человеческой руки, имеют ограничения для каждого движения и определённый диапазон движения по дуге. Их характеристики представлены в виде угла перемещения с большими дугами, с эпюрами положительного и отрицательного угла перемещения, вращающимися вокруг центра основания и оси каждой оси. Любопытно отметить, что само рабочее пространство часто приходится адаптировать к этим необычным рабочим зонам, в отличие от робота, который к нему адаптируется.
Благодаря своей жёсткой и лёгкой конструкции, декартовы/портальные роботы отличаются высокой точностью и повторяемостью. Благодаря простой конструкции портальные роботы интуитивно понятны в программировании и легко визуализируются при оценке новых систем автоматизации. Большинство портальных роботов легко настраиваются. Благодаря широкому выбору двигателей и редукторов, а также различным компонентам и материалам, эти роботы готовы к работе во влажных, опасных и загрязненных средах.
Относительно простая конструкция и простота эксплуатации робота с декартовыми координатами делают его весьма востребованным в производстве. Благодаря лёгкой замене отдельных осей сокращается время простоя и минимизируются расходы на техническое обслуживание. Кроме того, всю систему можно разобрать на составные части для использования в различных одноосевых системах. Что особенно важно, системы роботов с декартовыми координатами недороги по сравнению с другими, более сложными роботами.
Применения портальных систем:
Все оси портальных роботов расположены над рабочей зоной, что делает их идеальными для потолочных работ. Портальные роботы могут использоваться для удержания и позиционирования различных рабочих органов, например, при сборке печатных плат, дозировании, распылении, погрузочно-разгрузочных работах, паллетировании, захвате и укладке, гидроабразивной сварке, сварке пластин, сварке трением, сборке, упаковке, пакетировании, сортировке, сканировании, загрузке/выгрузке лотков, позиционировании камеры, инспекции, резке стекла, печати, лазерной резке, летучих ножах, креплении и завинчивании шурупов.
Существует мнение, что портальные роботы — настоящая «рабочая лошадка» современной промышленности. Подумайте только… миллионы портальных роботов были упакованы и проданы в готовые к использованию машины, например, для сборки электронных компонентов и роботизированных систем захвата и установки. Даже сегодня линейные XYZ-портальные роботы являются основой координатно-измерительной отрасли станков благодаря своей точности и жёсткости. Этот тип роботов особенно подходит для применений, где требования к дополнительной ориентации минимальны или где детали можно предварительно подготовить к захвату роботом.
Часто упускаемый из виду портальный робот является основой современной отрасли автоматизации и всегда должен рассматриваться как новый вариант автоматизации из-за его гибкости, эффективности и простоты внедрения.
Время публикации: 23 июля 2025 г.