A konzolový robotje typ robotického ramena, ktorý využíva konzolový dizajn na zabezpečenie rozšíreného horizontálneho dosahu pri zachovaní relatívne kompaktného vertikálneho profilu. Konzolové robotické ramená pozostávajú z vertikálneho stĺpa, ktorý podopiera horizontálne rameno vyčnievajúce von. Táto konfigurácia umožňuje ramenu prístup k veľkému pracovnému priestoru, pričom zaberá minimálny priestor na podlahe.
Konzolové roboty sa ideálne hodia na manipuláciu s materiálom a aplikácie typu pick-and-place, ktoré vyžadujú dlhý dosah. Vynikajú pri nakladaní a vykladaní dopravníkov, paletizátorov, CNC strojov, expedičných plôch a iných procesov, ktoré vyžadujú horizontálny prístup naprieč širokým rozložením. Niektoré ďalšie aplikácie, ktoré využívajú možnosti konzolového robota, zahŕňajú:
Ošetrovanie strojov
Vďaka svojmu rozšírenému dosahu môžu konzolové roboty ľahko pristupovať k viacerým strojom v pracovnej bunke. Môžu nakladať a vykladať diely, vymieňať nástroje, pridávať spotrebný materiál, ako sú upevňovacie prvky alebo zvárací drôt, a odstraňovať hotové diely s vynikajúcou flexibilitou. Použitie konzolového ramena umožňuje umiestniť všetky stroje v bunke k jednej stene, čím sa minimalizuje celková stopa bunky.
Vyberte a umiestnite
Konzolové robotické ramená sa dobre hodia na opakované úlohy vyberania a umiestňovania. Ich dlhý horizontálny dosah im umožňuje prístup k miestam na vyberanie, ktoré sú od seba vzdialené, ako sú spodné dopravníky alebo cez veľké pracovné stoly. Časti potom môžu byť prenesené a presne umiestnené pre následné operácie, ako je kontrola, balenie alebo paletizácia.
Paletizácia
Nakladanie a vykladanie paliet si často vyžaduje dosiahnuť na vzdialenú stranu palety. Konzolový robot môže preklenúť šírku alebo dĺžku palety pre úplné pokrytie, čo umožňuje jednoduché umiestnenie a vyberanie krabíc, tašiek a iného tovaru. Konzolové roboty pomáhajú optimalizovať podlahovú plochu, pretože palety je možné umiestniť pozdĺž širokých strán ramena bez narušenia rozsahu pohybu robota.
Výdaj
Aplikácie, ako je nanášanie tmelu pozdĺž čelného skla alebo nanášanie lepiacich bodov na dosky plošných spojov, si vyžadujú konzistentné umiestnenie guľôčok alebo bodov po širokej dráhe. Konzolové ramená robotov vynikajú v týchto úlohách, pretože ich rozšírený dosah umožňuje striekanie alebo bodkovanie na dlhú lineárnu vzdialenosť bez toho, aby bolo potrebné premiestňovať robota alebo používať ďalšie osi.
Ako fungujú konzolové roboty
Konzolové roboty poskytujú horizontálne vysúvanie pomocou dvojdielneho ramena spojeného vertikálnym stĺpom. Stacionárne spodné rameno priamo nadväzuje na stĺp. To poskytuje pevnú, pevnú platformu pre základňu ramena, aby sa mohla pohybovať pozdĺž. Horné rameno sa rozprestiera smerom von, pričom zápästie a koncový efektor sú pripojené k jeho koncovému bodu. Koordináciou nameraných pohybov stĺpika, spodného ramena a horného ramena robot presne umiestni koncový efektor v 3D priestore.
Stĺpik obsahuje servomotory robota, prevodovku a vnútornú kabeláž, ktorá napája a riadi pohyb ramena. Tento čistý, samostatný dizajn oddeľuje pracovnú časť robota od jeho hnacích komponentov. Stĺp sa montuje na podlahu a zároveň umožňuje zvislému nosníku a ramenám zvládnuť všetky pohyby vyberania a umiestňovania. Tento stĺp namontovaný na podlahe sa vyhýba potenciálnym problémom so stabilitou, s ktorými sa môžu stretnúť nadzemné portály, tým, že obmedzuje vibrácie a kývanie spôsobené stropným pripojením. Tiež bezpečne sústreďuje všetku váhu, sily a ohybové momenty do podlahy, namiesto toho, aby vyžadoval špeciálnu stropnú štrukturálnu podporu.
Konzolové roboty využívajú rôzne usporiadania motorov na manévrovanie svojich ramien, zvyčajne elektrické servá alebo hydraulické pohony. Elektricky poháňané konzolové robotické ramená využívajú presné servomotory v každom bode osi – stĺp, spodné rameno a horné rameno. Každý motor otáča príslušný segment lúča prostredníctvom zložitých obvodov riadenia polohy. Dobre skonštruované elektrické konzolové ramená ponúkajú veľmi presný a citlivý pohyb ideálny pre zložité cesty alebo procesy vyžadujúce časté prestavovanie. Hydraulicky ovládané konzolové robotické ramená fungujú pomocou tlaku hydraulickej kvapaliny, a nie pomocou elektromotorov. Majú tendenciu poskytovať pomalší, ale výkonnejší pohyb pre vysoké užitočné zaťaženie. Hydraulické ramená tiež ponúkajú väčšiu flexibilitu tam, kde je potrebná odolnosť voči umývaniu.
Konzolové ramená robotov využívajú pokročilú montáž, prenos sily a vnútorné ovládacie mechanizmy, aby sa dostali k ich veľkej pracovnej ploche s presnosťou. Stĺpová základňa sa zvyčajne priskrutkuje priamo k podlahe, čo poskytuje maximálnu stabilitu. Ozubené kolesá, ložiská a remene z tvrdenej ocele rozdeľujú sily medzi ramená a zároveň zabraňujú vôli. Snímače poskytujú polohovú spätnú väzbu ovládaču, čo mu umožňuje podrobne sledovať a regulovať pohyb každého segmentu. Táto kombinácia robustných mechanických komponentov s pokročilým elektronickým ovládaním umožňuje rýchle, opakovateľné pohyby, ktoré vznikajú z koordinácie každej osi.
Výhody a nevýhody
Konzolové roboty, ktoré ponúkajú rozsiahly horizontálny rozsah v rámci minimalizovanej stopy, predstavujú jedinečné výhody spolu s obmedzeniami špecifickými pre aplikáciu. Inžinieri hodnotia tieto výhody a nevýhody pri určovaní najlepších konfigurácií robotických ramien pre rôzne priemyselné procesy.
Niektoré výhody použitia konzolového ramena robota zahŕňajú:
- Rozšírený horizontálny dosah – Charakteristickou črtou konzolových robotov je ich dlhý horizontálny dosah, ktorý u niektorých modelov presahuje 20 stôp. To umožňuje široký prístup bez premiestňovania základne.
- Kompaktná pôdorysná plocha – Konsolidáciou potrebného vertikálneho priestoru do dvoch kľúčových stĺpov – jeden pre stacionárne spodné rameno a druhý pre vedenie horného ramena – konzolové roboty v porovnaní s karteziánskymi portálmi výrazne šetria podlahovú plochu.
- Jednoduchá montáž na podlahu – Konzolové roboty vyžadujú len jednu ukotvenú podložku a vyhnú sa zložitosti inštalácie nad hlavou.
- Vysoká tuhosť – Konzolové ramená si zachovávajú vynikajúcu tuhosť pri všetkých podporovaných zaťaženiach. Stacionárna spodná časť poskytuje mimoriadnu torznú odolnosť, zatiaľ čo vedená horná časť odoláva vychýleniu.
- Škálovateľné užitočné zaťaženie – Rôzne konzolové roboty podporujú užitočné zaťaženie v rozmedzí od niekoľkých kilogramov pri chúlostivých úlohách až po stovky kilogramov pri preprave ťažkého materiálu. Rozšírené dosahy znižujú maximálne užitočné zaťaženie.
- Nákladovo efektívne - Konfigurácia konzoly minimalizuje komponenty potrebné na dosiahnutie dlhého horizontálneho prístupu. Vďaka tomu sú cenovo dostupnejšie ako mnohé tradičné portálové riešenia.
Niektoré nevýhody, ktoré je potrebné zvážiť pri konzolových ramenách robota, zahŕňajú:
- Obmedzenia vertikálneho dosahu – So spodným pevným ramenom a horným posuvným ramenom ponúkajú konzolové roboty menší rozsah osi Z ako kĺbové roboty osi 6-. Vynikajú skôr pri úlohách prenosu v nízkej výške než pri stohovaní alebo nakladaní vyšších konštrukcií.
- Presnosť sa zhoršuje pri úplnom vysunutí - Vychýlenie pozdĺž predĺženého ramena sťažuje dosiahnutie jemnej presnosti pri dlhých dosahoch. Efektívne konzolové roboty využívajú optimalizované konštrukčné komponenty na maximalizáciu tuhosti.
- Riziká kolízie v blízkosti základne – Keďže ich pracovná obálka siaha za a bokom stĺpika, je potrebné prijať opatrenia proti bráneniu pohybu vertikálneho ramena alebo nárazu na samotný stĺp.
Príklady konzolových robotov
Dnešný trh ponúka viac modelov konzolových robotov ako kedykoľvek predtým od osvedčených výrobcov. Naprieč rôznymi kapacitami užitočného zaťaženia, maximálnymi dosahmi, štýlmi montáže a prostrediami dômyselne skonštruované konzolové ramená mechanizujú širokú škálu výroby. Niektoré pozoruhodné a nedávno vydané priemyselné robotické ramená v konzolovom štýle zahŕňajú:
- FANUC CR-15iA – Tento kompaktný elektrický model má nosnosť 15 kg s horizontálnym dosahom viac ako 5 metrov. Jeho malý pôdorys zaberá minimálny priestor linky pri zachovaní vysokých rýchlostí až do 10 m/s.
- ABB IRB 940 – Tento čiastočne uzavretý model s kapacitou 20 kg na dosah 2,55 metra sa zameriava na kompatibilitu s čistými priestormi s vynikajúcou kontrolou kontaminantov.
- Yaskawa HC20XP – Toto hydraulicky poháňané rameno s dosahom úctyhodných 11 metrov smerom von pri maximálnej hmotnosti 20 kg vyhovuje potrebám manipulácie s materiálom na veľké vzdialenosti vďaka plynulo ovládanému výkonu.
- Omron TM1400 – Novší robot pre potravinársky priemysel s hmotnosťou 7 kg, špeciálne navrhnutý tak, aby vydržal každodenné umývanie a zároveň jemne manipuloval s jemnými výrobkami prostredníctvom elektronických serv.
- Epson C12XL – Spoločnosť Epson rozšírila svoju ponuku konzol o toto veľké rameno s nosnosťou 300 kg na dosah viac ako 7 metrov. Prináša schopnosť prepravy veľkých dielov prostredníctvom robustnej konštrukcie zdvíhania.
Keďže konzolové robotické ramená sa neustále vyvíjajú z hľadiska dosahu, flexibility a inteligencie, prevezmú rozšírené úlohy v oblasti skladovania, logistiky a automatizovanej výroby. Konzolové roboty, ktoré sú už životne dôležitými komponentmi, ktoré manipulujú s prepravou tovaru a prístupom k strojom, budú ďalej demonštrovať svoje jedinečné schopnosti s dlhým dosahom, keďže dopyt po optimalizovaných výrobných usporiadaniach neustále rastie.
Zhrnutie
Konzolové priemyselné roboty využívajú kľúčové výhody horizontálneho rozšírenia a kompaktnosti na optimalizáciu rozsiahlych úloh vyberania a umiestňovania. Aj keď chýba univerzálny rozsah pohybu, ktorý poskytujú kĺbové konštrukcie, výnimočný dosah konzolového ramena vpred v kombinácii s vynikajúcou stabilitou na stĺpiku vyhovuje dobre prispôsobeným aplikáciám v automatizovaných továrňach a spracovateľských centrách. Keďže flexibilná automatizácia sa stáva univerzálnym aspektom konkurenčnej prevádzky, účelové konzolové ramená budú naďalej vytvárať dôležité miesto, ktoré maximalizuje výrobný tok v rozľahlých zariadeniach. Ich distálna služba odomyká efektívne návrhy liniek, ktoré spájajú konzolové roboty ako základných hráčov v modernom agilnom výrobnom prostredí.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. je high-tech podnik špecializujúci sa na výskum a vývoj, výrobu a predaj automatického laserového plátovacieho stroja, vysokorýchlostného laserového plátovacieho stroja, laserového kaliaceho stroja, laserového zváracieho stroja a laserového 3D tlačového zariadenia. Naše produkty sú nákladovo efektívne a predávajú sa doma iv zahraničí. Ak máte záujem o naše produkty, kontaktujte nás nabob@gshenglaser.com.
Niektoré kľúčové odkazy použité v tomto článku zahŕňajú:
- Budnick, Frank. „Pohľad dopredu na najnovšie konzolové robotické ramená“. Montážny časopis. mája 2022. https://www.assemblymag.com
- Produktové brožúry. Fanuc, ABB, Yaskawa, Omron, Epson. Prístup k novembru 2023.
- Sullivan, William. „Výhody, nevýhody a pokroky v konzolových robotoch“. IEEE Robotics & Automation Magazine. júna 2021. https://ieeexplore.ieee.org