Endüstriyel robot denince aklınıza ne geliyor?

Bu tür eklemli robotlar, otomobil şirketlerinin reklamları ve robot dans sekansları sayesinde geniş çapta tanınmaktadır. SCARA (Seçici Uyumlu Eklemli Robot Kolu) robotları da 1980'lerin başından beri fabrikalarda benimsenmeleri ve yaygınlaşmaları nedeniyle iyi bilinmektedir. Hem eklemli hem de SCARA robotlar, doğrusal ve dönme hareketini birleştirerek karmaşık görevler için manevra kabiliyeti sağlarlar. Eklemli robotlar, altı hareket eksenine sahip insan koluna benzer; üçü öteleme (doğrusal) ve üçü dönme (omuz, dirsek ve bileğinizi düşünün). SCARA robotlarının dört hareket ekseni vardır: X, Y, Z ve teta (omuz hareketsizleştirilmiş olsaydı kolunuz gibi).

Popüler kültürde daha az yaygın olsalar da, ambalajdan yarı iletken üretimine kadar endüstriyel uygulamalarda her yerde karşımıza çıkan robotlar, Kartezyen robotlardır. Adlarından da anlaşılacağı gibi, bu robotlar üç Kartezyen eksende (X, Y ve Z) çalışırlar, ancak kol ucundaki aletler için bir teta ekseni de içerebilirler. Eklemeli ve SCARA robotlardan daha az "çekici" olsalar da, Kartezyen robotlar çok daha çok yönlüdür, boyutlarına göre daha yüksek yük kapasitelerine ve birçok durumda daha iyi hassasiyete sahiptirler. Ayrıca, eksenler nispeten az yeniden yapılandırma ile yükseltilebildiği veya değiştirilebildiği için, gelişen ürün veya uygulama gereksinimlerine uyacak şekilde son derece uyarlanabilirler.

Kartezyen robotlar, doğaları gereği konsol şeklinde tasarlanmış olmaları nedeniyle yük taşıma kapasiteleri sınırlıdır. Bu durum özellikle en dıştaki (Y veya Z) eksenin uzun bir hareket mesafesine sahip olması ve destekleyici eksenler üzerinde büyük bir moment yükü oluşturması durumunda geçerlidir. Uzun hareket mesafeleri ve yüksek yüklerin gerektiği durumlarda, portal robot en iyi çözümdür.

Kartezyen'den Gantry'ye:

Portal robot, Kartezyen robotların modifiye edilmiş bir türüdür ve Kartezyen robotlarda bulunan tek taban ekseni yerine iki X (veya taban) ekseni kullanır. Ek X ekseni (ve bazen ek Y ve Z eksenleri), robotun daha büyük yükleri ve kuvvetleri taşımasına olanak tanır; bu da onları ağır yüklerin alınması ve yerleştirilmesi veya parçaların yüklenmesi ve boşaltılması için ideal hale getirir. Her eksen, ister OEM veya entegratör tarafından monte edilmiş "ev yapımı" bir aktüatör olsun, ister bir lineer hareket şirketinden önceden monte edilmiş bir aktüatör olsun, bir lineer aktüatöre dayanır. Bu, yüksek hızlar, uzun stroklar, ağır yükler ve yüksek konumlandırma doğruluğunun herhangi bir kombinasyonuna olanak tanıyan neredeyse sınırsız seçenek olduğu anlamına gelir. Zorlu ortamlar veya düşük gürültü için özel gereksinimler kolayca entegre edilebilir ve uygulama eş zamanlı ancak bağımsız işlemlerin gerçekleşmesini gerektiriyorsa, yatay eksenler çoklu taşıyıcılar kullanan lineer motorlarla oluşturulabilir.

Portal robotlar genellikle çalışma alanının üzerine monte edilir (bu nedenle yaygın olarak "üstten portal" terimi kullanılır), ancak güneş hücreleri ve modüllerinde olduğu gibi parça yukarıdan taşınmaya uygun değilse, portal parçanın altından çalışacak şekilde yapılandırılabilir. Portal robotlar genellikle çok büyük sistemler olarak düşünülse de, daha küçük, hatta masaüstü boyutundaki makineler için de uygundurlar. Bir portal robotun iki X veya taban ekseni olduğundan, Y ve Z eksenlerinin sunduğu moment yükü ve çalışma yükü, X eksenleri üzerindeki kuvvetler olarak çözümlenir. Bu, sistemin rijitliğini önemli ölçüde artırır ve çoğu durumda eksenlerin benzer bir Kartezyen robota göre daha uzun strok uzunluklarına ve daha yüksek hızlara sahip olmasına olanak tanır.

Paralel iki eksen olduğunda, iki eksen arasındaki hafif senkronizasyon bozukluğundan kaynaklanabilecek sıkışmayı önlemek için genellikle yalnızca birinin motor tarafından tahrik edilmesi yaygındır. Her iki ekseni de tahrik etmek yerine, motor gücünü ikinci eksene aktarmak için bir bağlantı mili veya tork borusu kullanılır. Bazı durumlarda ise ikinci eksen, yükü desteklemek için doğrusal bir kılavuzdan oluşan ancak tahrik mekanizması olmayan bir "avara" veya takipçi eksen olabilir. İkinci eksenin tahrik edilip edilmeyeceği ve nasıl tahrik edileceği kararı, iki eksen arasındaki mesafeye, ivme oranına ve aralarındaki bağlantının sertliğine bağlıdır. Bir eksen çiftinde yalnızca birinin tahrik edilmesi, sistemin maliyetini ve karmaşıklığını da azaltır.

Kartezyen veya portal robotların boyutlandırılması, SCARA veya mafsallı robotların boyutlandırılmasından (ki bunlar genellikle üç parametreyle belirtilir: erişim, hız ve hassasiyet) daha karmaşıktır; ancak üreticiler, Rexroth'un EasySelect yapılandırıcısı veya Adept'in 3D Doğrusal Modül Oluşturucusu gibi önceden yapılandırılmış sistemler ve çevrimiçi araçlar sunarak son birkaç yıldır bu süreci kolaylaştırmıştır. Bu araçlar, kullanıcının eksenlerin yönünü ve boyutunu, ayrıca temel hareket, yük ve hız parametrelerini belirlemesine olanak tanır. İndirilebilir CAD dosyaları, Kartezyen ve portal robot üreticilerinin standart bir teklifi olup, SCARA ve mafsallı robotlara benzer şekilde, bir tasarım veya iş akışı düzenine entegre edilmelerini kolaylaştırır. Mafsallı ve SCARA robotlar kolayca tanınırken ve Kartezyen robotlar yaygın olarak kullanılırken, portal tasarımı, yük, hız, erişim ve tekrarlanabilirlik açısından sahip oldukları sınırlamaların üstesinden, eşsiz bir özelleştirme ve esneklik seviyesiyle gelir. Kısacası, portal robotlar en iyi yük taşıma kapasitesi ve hareket mesafesi kombinasyonunu sunar.