Mik azok a hattengelyes robotok?
Számos gyártási folyamatban a derékszögű robotok jól működnek. Vannak azonban olyan esetek, amikor egy több mozgási képességgel rendelkező robot jobban működik. Ismerje meg a hattengelyes robotokat, mozgásukat és a népszerű alkalmazásokat.
A derékszögű robotok az x, y és z tengelyen mozognak. Három mozgásszabadsági fokozattal rendelkezik. A derékszögű vagy lineáris robotok hátránya, hogy nem dőlhetnek vagy fordulhatnak, hanem csak a három lineáris tengely mentén tudnak mozogni. Ha több szabadsági fok van (ezt szokás mozgástengelynek is nevezni), akkor a robotok sokoldalúbb és precízebb mozgásokat tudnak végrehajtani. Az olyan humanoid robotoknak, mint a Honda ASIMO, több mint 30 szabadságfok/tengely van.
A legtöbb ipari művelethez nincs szükség ilyen nagy számú tengelyre. A nagy részét meg lehet tenni mindössze három tengelyű derékszögű robotokkal. A SCARA a derékszögű robotok három tengelye mellett esztergálási funkciót is biztosít, összesen négy szabadsági fokot biztosítva. A hattengelyes robotok hat szabadságfokkal rendelkeznek.
Hat tengelyes robotkar
Ezt a hat szabadságfokot az egyes szekciókban található szervomotorok segítik elő. A mozgásvezérlést a robotok PLC-jei vagy IC-i segítik kompatibilis szoftverrel együtt. Ellentétben a csak lineáris mozgáson alapuló derékszögű robotokkal, a hattengelyes robotokat háromdimenziós térben különféle forgó mozgásokkal kell megtervezni. Ez bonyolulttá teszi ezeknek a robotoknak a mozgásának programozását.
Mit csinálnak az egyes tengelyek?
A hattengelyes robotok megtervezéséhez és manipulálásához fontos ismerni az egyes tengelyek (és egy opcionális hetedik) szerepét. Minden tengelyt más néven emlegetnek a különböző gyártók. Bár a tengelyekre másképpen hivatkozhatunk, az általuk végzett mozgások következetesek. Nézzük most mindegyiket.
1. tengely: Ez a tengely a robot forgatható alapja. Ez lehetővé teszi, hogy a robotkar balról jobbra vagy jobbról balra 180 fokos söprő mozgást végezzen a központi helyhez képest. Ezt a tengelyt a FANUC R-2000iB esetében J1-nek nevezik.
2. tengely: Ez a tengely lehetővé teszi az alsó robotkarok forgatását, hogy a felette lévő kar többi részét előre vagy hátra nyújtsa. Erre a tengelyre a FANUC R-2000iB esetében J2-ként hivatkozunk.
3. tengely: A 3. tengely mérsékli a hattengelyes robot függőleges hatótávolságát. A felkar felemelése vagy leengedése ezen a tengelyen található szervomotorral történik. A felkar modelltől függően csak az előtte lévő területen tud mozogni, vagy egészen a robottest mögé tud nyúlni. Ezt a tengelyt a FANUC R-2000iB esetében J3-nak nevezik.
4. tengely: Ez a tengely az ötödik tengellyel szinkronban működik a vég effektor pozíciójának manipulálására. Ez a tengely a felkar körkörös mozgását hajtja végre, és ezt a mozgást általában csuklógurulásnak nevezik. Ezt a tengelyt a FANUC R-2000iB esetében J4-nek nevezik.
5. tengely: Az 5. tengely hajtja végre a robot döntési funkcióját. Az ehhez a tengelyhez kapcsolt szervomotorok hajtják végre a dőlésszögű és elforduló mozgást. A pitch mozgás egy zsanéron rögzített fel-le mozgás, mint egy laptop fedelének kinyitása és zárása. A lengésmozgás egy zsanéron rögzített balra és jobbra mozgás, mint az ajtó nyitása és zárása. A dőlésszögű és lehajló mozgás a híd a függőleges és vízszintes mozgások között. Erre a tengelyre a FANUC R-2000iB esetében J5-ként hivatkozunk.
6. tengely: Ez a művelet csavaró mozgást hajt végre. Ez a tengely van a legközelebb a vég effektorhoz, és felelős annak közvetlen manipulálásáért. Ez több mint 360 fokkal forgatható az óramutató járásával megegyező és azzal ellentétes irányban. Erre a tengelyre a FANUC R-2000iB esetében J5-ként hivatkozunk.
Opcionális 7. tengely: Ez a tengely lineárisan mozgatja a hattengelyes robotot a telepítési helyre. Ez egy opcionális tengely, amely több funkcionalitást biztosít az amúgy is sokoldalú robotnak.
Teach Pendant használata
Amint azt korábban említettük, meglehetősen nehéz keményen kódolni a végrehajtandó mozgást. Elegáns megoldás erre a tanító függő használata a robot "kiképzésére".
A tanítási medál egy távirányító, amely a hattengelyes robot különböző tengelyeit vezérli. Az emberi kezelő a betanító függőt használhatja a kar végének szerszámozásának (EOAT) mozgatásához és manipulálásához a kívánt művelethez. A robot képes megismételni azokat a műveleteket, amelyeket a kezelő a betanító függővel végez. Ha a robotot újra kell rendelni, akkor az előző művelet törölhető és új műveletek taníthatók.
Jellemzők és alkalmazások
A hattengelyes robotok hat mozgási szabadságfokával olyan összetett mozgások széles skáláját képesek végrehajtani, amelyeket a derékszögű robotok nem képesek csak lineáris mozgással végrehajtani. A hattengelyes robotok szorosan képesek megismételni az emberi kar mozgását és működését, így nagyon sokoldalú. Ezzel a képességgel képes tárgyak alá és fölé nyúlni, és olyan felületeken dolgozni, amelyekre lineáris robotok nem képesek.
A hattengelyes robotok fő hiányosságai a lineáris/portál robotokhoz képest a pontosság, a hatótávolság és a hasznos teherbírás. Míg a lineáris robotok tűrései a mikrométer (μm) tartományba eshetnek, addig a hattengelyes robotok csak milliméteres (mm) tűréssel rendelkezhetnek.
A portálrobotok választéka további állványzattal bővíthető, de a hattengelyes robotoknál nem bővíthető egyszerűen. Ez egy rövid tartományban megtehető egy extra mozgástengely hozzáadásával a robot számára. Ez a robotok költséges módosítása, amelyek már drágábbak, mint a legtöbb lineáris robot. A hattengelyes robotok teherbírása általában 50 kg. A portálrobotok sokkal nagyobb kapacitásúak lehetnek, jóval 100 kg felett.
A sokoldalúság és a hattengelyes robotok által végrehajtható összetett műveletek sora segíti, hogy helyet biztosítson számos modern összeszerelő soron. Néhány alkalmazása a következő:
Alkatrész-komissiózási és alkatrészkezelési automatizálás
Rakodási automatika beillesztése
Halmozási és válogatási automatizálás
Csomagolás és raklapozás automatizálás
Összeszerelő cella automatizálás
Segédműveletek automatizálása
Formán belüli díszítés (IMD) / szerszámon belüli címkézés (IML) automatizálás
Overmolding (préseléssel nyomjuk át) automatizálás