Manuel malzeme veya parça taşıma operasyonları kullanan üretim ve paketleme operasyonları, özel kol ucu takımlama (EoAT) ve gelişmiş algılama yeteneklerine sahip uzun mesafeli Kartezyen robotlarla otomasyondan anında fayda sağlayabilir. Bu robotlar, makine bakımı veya üretim aşamasındaki parçaların transferi gibi manuel görevleri yerine getirmek için çeşitli makineleri destekleyebilir.

Kartezyen robotlar, iki veya daha fazla koordineli doğrusal konumlandırma aşamasından oluşur... bu nedenle, otomasyona yeni başlayan bir tasarım mühendisinin aklına ilk gelen şey olmayabilir. Birçok kişi, robotları endüstrinin fabrika sahalarında giderek daha fazla uyguladığı altı eksenli eklemli kol robotlarıyla özdeşleştirir. Deneyimli otomasyon mühendisleri bile Kartezyen robotları önemsemez... altı eksenli modellere odaklanırlar. Ancak uzun mesafeli bir Kartezyen sisteminin faydalarını göz ardı etmek, özellikle robotun şunları yapmasını gerektiren uygulamalarda, maliyetli bir hata olabilir:

1. Birden fazla makineyi yönetin

2. Uzun mesafelere ulaşın

3. Basit ve tekrarlanan işlemleri gerçekleştirin.

Altı eksenli robotların sorunu

Haklı olarak, eklemli kollu robotlar sayısız otomasyonlu üretim ve paketleme tesisinde, özellikle de elektronik montaj ve tıp endüstrisinde öne çıkıyor. Doğru boyutlandırıldığında, bu tür robotik kollar programlama ile (ve kol ucu takım değişiklikleriyle tamamlanarak) birçok farklı otomasyonlu görevi yerine getirme esnekliğiyle büyük yükleri kaldırabilir. Ancak altı eksenli robotlar pahalı olabilir ve yüksek robot yoğunluğu gerektirebilir. Bu terim, bir tesisin muhtemelen her bir veya iki paketleme makinesi için ayrı bir robota ihtiyaç duyacağını gösterir. Elbette, birden fazla makineye hizmet verebilecek erişime sahip daha büyük ve daha pahalı altı eksenli robotlar da mevcuttur, ancak bunlar bile tesis mühendislerini makineleri tek bir çok büyük robotun etrafına yerleştirmeye zorladıkları için optimum olmayan çözümlerdir. Eklemli kollu robotlar ayrıca güvenlik koruması gerektirir; değerli zemin alanını tüketir; ve yetenekli çalışanlar tarafından programlanır ve bakımı yapılır.

Uzun mesafeli Kartezyen doğrusal sistemler için durum

Kartezyen robotlar, büyük ölçüde gerekli robot yoğunluğunu azalttıkları için altı eksenli robotik seçeneklerden daha iyi performans gösterir. Sonuçta, uzun mesafeli tek bir Kartezyen transfer robotu, robotun etrafındaki makineleri yeniden düzenlemeye gerek kalmadan birden fazla makineye bakabilir.

Makinelerin üzerine kurulan transfer robotları genellikle zeminde yer kaplamaz... bu da güvenlik önlemlerinin alınmasını da azaltır. Ayrıca Kartezyen robotlar, ilk kurulumdan sonra çok az programlama ve bakım gerektirir.

Bir uyarı, Kartezyen robot sistemlerinin yeteneklerinin büyük ölçüde farklılık göstermesidir. Aslında, mühendisler Kartezyen robotları internette araştırırlarsa, üretim veya montaj makinelerinde alma ve yerleştirme işlemleri için optimize edilmiş birçok küçük sistem bulacaklardır. Bunlar, esasen hazır Kartezyen çözümlere entegre edilmiş doğrusal aşamalardır; daha büyük operasyonlarda kullanılan ve aşağıdaki parametreleri karşılaması gereken transfer robotlarından çok farklıdırlar.

Uzun yolculuklar:Birden fazla büyük makineye hizmet etmek için satın alınan herhangi bir robotun 50 feet veya daha fazla vuruşa sahip olması gerekir.

Çoklu taşıyıcı ve özel kol ucu takımları:Uzun transfer robotları, ana ekseni hareket ettirmek için birden fazla bağımsız çalışan taşıyıcıyla donatıldığında maksimum verimlilik sağlar... bu da belirli bir Kartezyen robotun birçok işi yapabilmesini sağlar. Bu üretkenliği artıran şey, vakum veya parmak tutucular gibi hazır EoAT'lerden daha etkili bir şekilde malları elleçlemek için özel olarak tasarlanmış takımlardır. Çoğu durumda, özel EoAT, Kartezyen robotla birlikte çalışan malzeme taşıma sistemlerinin tasarımlarını da basitleştirebilir.

Basitleştirilmiş kontrol mimarisi:Bazı yeni Kartezyen robotlar, entegre servo motorlar (servo sürücülerle birlikte) için ayrı motorlara, sürücülere ve kontrolörlere dayanan geleneksel kontrol mimarilerinden kaçınarak, kontrol kabini ihtiyacını ortadan kaldırır. En karmaşık Kartezyen robot uygulamaları hâlâ geleneksel bir mimari gerektirebilir... ancak entegre servo motorlar, çoğu Kartezyen robotun noktadan noktaya hareket kontrol gereksinimlerini ustalıkla karşılar. Bir tasarım mühendisi entegre servo motorları kullanabildiğinde, entegre servo motorlar, Kartezyen tabanlı bir otomasyonun maliyet avantajını en üst düzeye çıkarmaya yardımcı olabilir.

Seçici kullanım:Kartezyen robotlar, bakımını üstlendikleri makinelerin üstüne veya arkasına monte edildikleri için, kullanıcıların gerektiğinde makineleri manuel olarak çalıştırmalarına da olanak tanır; örneğin, özel boyutta kısa süreli bir çalışma için. Bu seçici kullanım, makinelere erişimi engelleyebilen zemine monte altı eksenli robotlarda zordur.

Belirli Kartezyen robot örneği

Bazı Kartezyen robotlar, saniyede 4 metreye varan hızlara ulaşırken bile 15 metreyi aşan stroklar sunar. Standart taşıyıcılar çift kayışlı tahrik teknolojisi içerebilir; bazı taşıyıcılar ise sürekli olarak içinde dönen bir üst tahrik kayışı içerir. Bu kayış, ters veya konsollu düzenlemelerde kayış sarkmasını önler ve birden fazla bağımsız taşıyıcının aynı eksende aynı anda çalışmasına olanak tanır.

Uzun kayışlar, aktarma organlarının sertliğini (ki bu da performansı düşürür) azaltarak Kartezyen robot tasarımını karmaşıklaştırır. Bunun nedeni, uzun kayışlarda belirli bir gerginlik değerini korumanın zor olması ve (daha da kötüsü) kayış gerginliğinin asimetrik ve değişken olmasıdır. Bu sorun, uzun devir daimli kayışları doğru konumlandırma için düşük performanslı, titiz ve maliyetli bir tercih haline getirir.

Buna karşılık, hareketli motorlu doğrusal aşamalar, kayış uzunluklarını kısa ve sıkı tutar ve taşıyıcı içinde muhafaza ederek kodlayıcıya bağlı kontrollere yanıt verebilirler. Kartezyen transfer sistemi uzunluğu ne olursa olsun, ister 4 m ister 40 m olsun, doğruluk korunur.

Ambalaj sektöründe uygulama örneği

Uzun mesafeli Kartezyen robot transfer üniteleri besleme, kartonlama ve tepsi oluşturma uygulamalarında kullanılır ve paletleme ve paletten çıkarma işlemlerini gerçekleştirebilir.

Ürün ambalajını düşünün. Kaliforniya'nın Central Valley bölgesinde bulunan bir tarım ambalajlama şirketi için yakın zamanda yapılan bir başvuruda, bir üretici mevcut IPAK tepsi şekillendirme sistemiyle sorunsuz bir şekilde entegre olmak üzere uzun mesafeli transfer robotları tedarik etti. Her robot aynı anda dört makineye kadar bakım yaparak, bunları istiflenmiş oluklu mukavva levhalarla dolduruyor. Üç eksenli portal robotlar, sınırsız hareket mesafeleri için ağır hizmet tipi kayış tahrikli doğrusal servomotorlu platformlara, bağımsız hareket eden taşıyıcılara ve platformu herhangi bir yönde monte etme yeteneğine dayanmaktadır. Bu robotlardan birinin en uzun ekseni, tepsi şekillendirme makineleri sırasının üzerinden 15 metreyi aşan bir strokla geçmektedir.

Oluklu mukavva levhalarını dört tepsi şekillendirme makinesine teslim etmek için, bir robot önce oluklu mukavva levha paletlerinin bulunduğu özel yapım bir platformdan bir karton yükü alır. Robot daha sonra her tepsi şekillendirme makinesine bir karton yükü teslim eder. Hızı (4 m/sn'ye kadar) sayesinde robot, dakikada 35 tepsiye varan bir çıkışla bile dört tepsi şekillendirme makinesini kolayca çalıştırabilir.

Güvenlik koruma sistemi, robotu gerektiği gibi çitlemek için bakımlı makinelerden yükselen sensörler ve üstten sürgülü kapılar kullanır; bu çözüm, zemine monte edilmiş altı eksenli robotlara göre daha az maliyetlidir.

Bu sisteme, yüksekliği ve ağırlığı öngörülemez şekilde değişen oluklu levha yığınlarıyla çalışabilen tüm kontroller ve özel EoAT de dahildir. Takımlar, 50 kg'a kadar yükleri sorunsuz bir şekilde taşıyabilir. Bu çözüm, bir zamanlar karton destelerini paletlerden kaldırıp şekillendirme makinelerine koymak için eğilmek zorunda kalan operatörleri rahatlatır. Bu görevlerin otomatikleştirilmesi, personelin daha az yorucu işlere odaklanmasını sağlar. Büyük transfer robotları, paketleme ortamlarında Kartezyen robot sistemleriyle neler yapılabileceğinin sadece bir örneğidir. Bazı tedarikçiler de benzer Kartezyen yaklaşımlara dayalı paletleme ve paletten çıkarma sistemleri geliştirmiştir. Bu tür robotların tümü, maksimum etkili ve verimli paketleme otomasyonu için sensörler, kontroller ve kol ucu takımlarıyla donatılmış üç doğrusal aşama kullanır.