Endüstriyel robot dendiğinde aklınıza ne geliyor?

Bu tür eklemli robotlar, otomobil şirketi reklamları ve robot dans sahneleri sayesinde yaygın olarak tanınır. SCARA (Seçici Uyumlu Eklemli Robot Kolu) robotları da 1980'lerin başından beri fabrikalarda benimsenip yaygınlaşmaları nedeniyle iyi bilinir. Bu iki eklemli ve SCARA robot, doğrusal ve döner hareketi birleştirerek karmaşık görevler için manevra kabiliyeti sağlar. Eklemli robotlar, altı hareket ekseniyle insan koluna benzer: üçü ötelemeli (doğrusal) ve üçü dönmeli (omzunuzu, dirseğinizi ve bileğinizi düşünün). SCARA robotlarının dört hareket ekseni vardır: X, Y, Z ve teta (omzunuz hareketsiz olsaydı kolunuz gibi).

Popüler kültürde daha az yaygın olsa da, paketlemeden yarı iletken üretimine kadar endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılan Kartezyen robotlardır. Adından da anlaşılacağı gibi, bu robotlar üç Kartezyen ekseninde (X, Y ve Z) çalışır; ancak kol ucu takımları için bir teta ekseni de içerebilirler. Eklemli ve SCARA robotlardan daha az "çekici" olsalar da, Kartezyen robotlar çok daha çok yönlüdür; boyutlarına göre daha yüksek yük kapasitelerine ve çoğu durumda daha iyi hassasiyete sahiptirler. Ayrıca, eksenler gelişen ürün veya uygulama gereksinimlerine uyacak şekilde nispeten az bir yeniden yapılandırmayla yükseltilebildiği veya değiştirilebildiği için oldukça uyumludurlar.

Ancak Kartezyen robotlar, yük kapasitelerini sınırlayan, doğası gereği konsollu tasarımları nedeniyle kısıtlayıcıdır. Bu durum, özellikle en dıştaki (Y veya Z) eksenin uzun bir strok uzunluğuna sahip olması ve destek eksenlerinde büyük bir moment yüküne neden olması durumunda geçerlidir. Uzun strokların ve yüksek yüklerin gerekli olduğu durumlarda, bir portal robot en iyi çözümdür.

Kartezyenden Gantry'ye:

Portal robot, Kartezyen robotlarda bulunan tek taban ekseni yerine iki X (veya taban) ekseni kullanan değiştirilmiş bir Kartezyen robot stilidir. Ek X ekseni (ve bazen ek Y ve Z eksenleri), robotun daha büyük yükleri ve kuvvetleri kaldırabilmesini sağlayarak ağır yüklerin alınması ve yerleştirilmesi veya parça yükleme ve boşaltma için ideal hale getirir. Her eksen, ister OEM veya entegratör tarafından monte edilen "ev yapımı" bir aktüatör, ister doğrusal hareket şirketinden önceden monte edilmiş bir aktüatör olsun, doğrusal bir aktüatöre dayanmaktadır. Bu, yüksek hızların, uzun strokların, ağır yüklerin ve yüksek konumlandırma hassasiyetinin herhangi bir kombinasyonuna izin veren neredeyse sınırsız seçenek olduğu anlamına gelir. Zorlu ortamlar veya düşük gürültü için özel gereksinimler kolayca dahil edilebilir ve uygulama eş zamanlı ancak bağımsız süreçlerin gerçekleşmesini gerektiriyorsa, yatay eksenler birden fazla taşıyıcı kullanılarak doğrusal motorlarla inşa edilebilir.

Gantry robotlar genellikle çalışma alanının üzerine monte edilir (bu nedenle yaygın terim "üstten portal"dır), ancak parça güneş pilleri ve modüllerinde olduğu gibi yukarıdan elleçlenmeye uygun değilse, portal parçanın altından çalışacak şekilde yapılandırılabilir. Gantry 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 oluşturduğu moment yükü ve çalışma yükü, X eksenlerindeki kuvvetler olarak çözülür. Bu, sistemin sertliğini önemli ölçüde artırır ve çoğu durumda eksenlerin benzer bir Kartezyen robota göre daha uzun strok uzunluklarına ve daha yüksek hızlara sahip olmasını sağlar.

Paralel iki eksen olduğunda, iki eksen arasındaki hafif senkronizasyon bozukluğundan kaynaklanabilecek sıkışmayı önlemek için genellikle motor yalnızca birini tahrik eder. Her iki ekseni tahrik etmek yerine, motor gücünü ikinci eksene aktarmak için bir bağlantı mili veya tork tüpü kullanılır. Bazı durumlarda ise ikinci eksen, yüke destek sağlamak için doğrusal bir kılavuzdan oluşan ancak tahrik mekanizması olmayan bir "rölanti" veya takip mekanizması olabilir. İkinci eksenin tahrik edilip edilmeyeceği ve nasıl tahrik edileceği kararı, iki eksen arasındaki mesafeye, ivme oranına ve aralarındaki bağlantının sertliğine bağlıdır. Bir çift eksenden yalnızca birini tahrik etmek, sistemin maliyetini ve karmaşıklığını da azaltır.

Kartezyen veya portal robot boyutlandırması, SCARA veya mafsallı robot boyutlandırmasından (genellikle üç parametreyle belirtilir: erişim, hız ve doğruluk) daha karmaşıktır, ancak üreticiler son birkaç yılda Rexroth'un EasySelect yapılandırıcısı veya Adept'in 3D Lineer Modül Oluşturucusu gibi önceden yapılandırılmış sistemler ve çevrimiçi araçlar sunarak süreci kolaylaştırmıştır. Bu araçlar, kullanıcının eksenlerin yönünü ve boyutunu, ayrıca temel strok, yük ve hız parametrelerini belirlemesine olanak tanır. İndirilebilir CAD dosyaları, Kartezyen ve gantry robot üreticilerinin standart bir teklifi olup, SCARA ve eklemli robotlar gibi bir tasarıma veya iş akışı düzenine kolayca entegre edilmelerini sağlar. Eklemli ve SCARA robotlar kolayca tanınırken ve Kartezyen robotlar yaygın olarak kullanılırken, gantry tasarımı, yük, hız, erişim ve tekrarlanabilirlikteki içsel sınırlamalarının üstesinden gelir ve eşsiz bir özelleştirme ve esneklik düzeyi sunar. Kısacası, gantry robotlar yük ve strok açısından en iyi kombinasyonu sunar.