A konzolni robotje vrsta robotske roke, ki uporablja konzolno zasnovo za zagotavljanje razširjenega vodoravnega dosega, hkrati pa ohranja razmeroma kompakten navpični profil. Konzolne robotske roke so sestavljene iz navpičnega stebra, ki podpira vodoravno roko, ki štrli navzven. Ta konfiguracija omogoča roki dostop do velikega delovnega ovoja, medtem ko zasede minimalno površino na tleh.
Konzolni roboti so idealni za ravnanje z materialom in aplikacije pobiranja in postavljanja, ki zahtevajo velik doseg. Njihovi odlični so pri transportnih trakovih za nakladanje in razkladanje, paletizatorjih, CNC strojih, območjih za pošiljanje in drugih procesih, ki potrebujejo vodoravni dostop po široki postavitvi. Nekatere dodatne aplikacije, ki imajo koristi od zmogljivosti konzolnega robota, vključujejo:
Oskrba strojev
S svojim razširjenim dosegom lahko konzolni roboti enostavno dostopajo do več strojev v delovni celici. Lahko naložijo in razložijo dele, zamenjajo orodje, dodajo potrošni material, kot so pritrdilni elementi ali varilna žica, in odstranijo dokončane dele z odlično prilagodljivostjo. Uporaba konzolne roke omogoča, da so vsi stroji v celici postavljeni ob eno steno, kar zmanjša skupni odtis celice.
Izberi in postavi
Konzolne robotske roke so primerne za ponavljajoče se naloge pobiranja in postavljanja. Njihov dolg vodoravni doseg jim omogoča dostop do položajev pobiralke, ki so na veliki razdalji, kot so transportni trakovi ali čez velike delovne mize. Deli se nato lahko prenesejo in natančno namestijo za nadaljnje postopke, kot so pregled, pakiranje ali paletiranje.
Paletiranje
Nakladanje in razkladanje palet pogosto zahteva seganje na stran palete. Konzolni robot se lahko razteza po širini ali dolžini palete za popolno pokritost, kar omogoča preprosto namestitev in prevzem škatel, vrečk in drugega blaga. Konzolni roboti pomagajo optimizirati talni prostor, saj je mogoče palete namestiti vzdolž širine roke, ne da bi pri tem posegali v obseg gibanja robota.
Doziranje
Aplikacije, kot je doziranje tesnilne mase vzdolž vetrobranskega stekla ali nanašanje lepilnih pik na vezja, zahtevajo dosledno postavitev perlic ali pik na široki poti. Konzolne robotske roke se odlično znajdejo pri teh nalogah, saj njihov razširjeni doseg omogoča pršenje ali pikiranje na dolgi linearni razdalji, ne da bi bilo treba robota prestaviti ali uporabiti dodatne osi.
Kako delujejo konzolni roboti
Konzolni roboti zagotavljajo horizontalno razširitev z dvodelno roko, povezano z navpičnim stebrom. Nepremična spodnja roka je neposredno povezana s stebrom. To zagotavlja trdno, togo platformo, po kateri se premika podlaket. Nadlaket se razteza navzven, z zapestjem in končnim efektorjem, povezanim s končno točko. Z usklajevanjem izmerjenih gibov stebra, spodnje roke in zgornje roke robot natančno pozicionira končni efektor v 3D prostoru.
Stolpec vsebuje robotove servo motorje, zobnike in notranje kable, ki napajajo in krmilijo gibanje roke. Ta čista, samozadostna zasnova ločuje delovni del robota od njegovih pogonskih komponent. Steber se pritrdi na tla, hkrati pa omogoča, da navpični nosilec in roke obvladajo vse gibe pobiranja in postavljanja. Ta steber, pritrjen na tla, preprečuje morebitne težave s stabilnostjo, na katere lahko naletijo nadzemni portali, z omejevanjem vibracij in nihanja, ki jih povzroča stropna povezava. Prav tako varno koncentrira vso težo, sile in upogibne momente v tla, namesto da bi potreboval posebno strukturno podporo nad glavo.
Konzolni roboti za manevriranje rok uporabljajo različne motorne sklope, običajno električne servomotorje ali hidravlične pogone. Konzolne robotske roke na električni pogon uporabljajo natančne servo motorje na vsaki točki osi – steber, spodnja roka in zgornja roka. Vsak motor vrti svoj ustrezni segment žarka skozi zapletena vezja za nadzor položaja. Dobro zasnovane električne konzolne roke nudijo zelo natančno in odzivno gibanje, ki je popolno za zapletene poti ali procese, ki zahtevajo pogoste menjave. Hidravlično upravljane konzolne robotske roke delujejo s pritiskom hidravlične tekočine in ne z električnimi motorji. Ponavadi zagotavljajo počasnejše, a močnejše gibanje za visoko nosilnost. Hidravlične roke nudijo tudi večjo prilagodljivost, kjer je potrebna odpornost na izpiranje.
Za natančen dostop do svojega velikega delovnega območja konzolne robotske roke uporabljajo napredne mehanizme za pritrditev, prenos moči in notranji nadzor. Podnožje stebra se običajno privije neposredno na tla, kar zagotavlja največjo stabilnost. Zobniki, ležaji in jermeni iz kaljenega jekla porazdelijo sile po rokah, pri tem pa se izognejo zračnosti. Enkoderji krmilniku zagotavljajo povratne informacije o položaju, kar mu omogoča natančno spremljanje in uravnavanje gibanja vsakega segmenta. Ta kombinacija robustnih mehanskih komponent z naprednimi elektronskimi krmilniki omogoča hitre, ponovljive premike, ki izhajajo iz koordinacije vsake osi.
Prednosti in slabosti
Konzolni roboti, ki ponujajo obsežen horizontalni doseg znotraj minimalnega odtisa, predstavljajo edinstvene prednosti skupaj z omejitvami, specifičnimi za aplikacijo. Inženirji ocenjujejo te prednosti in slabosti, ko določajo najboljše konfiguracije robotske roke za različne industrijske procese.
Nekatere prednosti uporabe konzolne robotske roke vključujejo:
- Podaljšan vodoravni doseg – Značilna lastnost konzolnih robotov je njihov dolg vodoravni doseg, ki pri nekaterih modelih obsega več kot 20 čevljev. To omogoča širok dostop brez prestavljanja podnožja.
- Kompakten odtis – S konsolidacijo potrebnega navpičnega prostora v dva ključna stebra – enega za stacionarno spodnjo roko in enega za vodenje zgornje roke – konzolni roboti v primerjavi s kartezičnimi portali izjemno prihranijo na površini.
- Enostavna pritrditev na tla – Konzolni roboti, ki potrebujejo samo eno zasidrano blazino, se izognejo zapletenosti namestitve nad glavo.
- Visoka togost – Konzolne roke ohranjajo odlično togost pri vseh podprtih obremenitvah. Nepremični spodnji del zagotavlja izjemno torzijsko odpornost, medtem ko se vodeni zgornji del upira upogibu.
- Prilagodljive obremenitve – različni konzolni roboti podpirajo obremenitve v razponu od nekaj kilogramov za občutljiva opravila do več sto kilogramov za transport težkega materiala. Podaljšani dosegi zmanjšajo največjo koristno obremenitev.
- Stroškovno učinkovito – Konzolna konfiguracija minimizira komponente, potrebne za doseganje dolgega vodoravnega dostopa. Zaradi tega so cenovno dostopnejši od mnogih tradicionalnih portalnih rešitev.
Nekatere pomanjkljivosti, ki jih je treba upoštevati pri konzolnih robotskih rokah, vključujejo:
– Omejitve navpičnega dosega – s spodnjo fiksno roko in zgornjo drsno roko nudijo konzolni roboti manjši obseg osi Z kot roboti z zgibno osjo 6-. Bolj kot pri zlaganju ali nakladanju višjih struktur so boljši pri nalogah prenosa nizke višine.
- Natančnost se zmanjša pri polnem iztegu – zaradi upogiba vzdolž iztegnjene roke je težje doseči fino natančnost pri dolgih dosegih. Učinkoviti konzolni roboti uporabljajo optimizirane strukturne komponente za povečanje togosti.
- Tveganje trka v bližini baze – Ker se njihov delovni ovoj razteza za in ob stebru, je treba sprejeti previdnostne ukrepe, da ne bi ovirali navpičnega gibanja roke ali udarca v sam steber.
Primeri konzolnih robotov
Današnji trg ponuja več modelov konzolnih robotov kot kdaj koli prej uveljavljenih proizvajalcev. V različnih nosilnostih, največjih dosegih, slogih namestitve in okoljih domiselno zasnovane konzolne roke mehanizirajo široko paleto proizvodnje. Nekatere pomembne in nedavno izdane industrijske robotske roke v konzolnem slogu vključujejo:
- FANUC CR-15iA – Ta kompaktni električni model podpira 15 kg z več kot 5 metri vodoravnega dosega. Njegov majhen odtis zavzame minimalen prostor na liniji, hkrati pa ohranja visoke hitrosti do 10 m/s.
- ABB IRB 940 – Ta delno zaprti model z nosilnostjo 20 kg na dosegu 2,55 metra se osredotoča na združljivost s čistimi prostori z odličnim nadzorom onesnaževal.
- Yaskawa HC20XP – Ta hidravlično gnana roka z dosegom impresivnih 11 metrov navzven pri največ 20 kg ustreza potrebam ravnanja z materialom na velikem dosegu z gladko nadzorovano močjo.
- Omron TM1400 – novejši 7 kg robot za živilsko industrijo, ki je bil namensko izdelan, da prenese vsakodnevno pranje, medtem ko nežno ravna z občutljivimi izdelki prek elektronskih servomotorjev.
- Epson C12XL – Epson je razširil svojo konzolno ponudbo s to veliko roko, ki podpira 300 kg pri dosegu več kot 7 metrov. Omogoča transport velikih delov z robustno zasnovo dviganja.
Ker se konzolne robotske roke še naprej razvijajo glede dosega, prilagodljivosti in inteligence, bodo prevzele razširjene vloge v skladiščenju, logistiki in avtomatizirani proizvodnji. Konzolni roboti, ki so že tako vitalni sestavni deli za prenos blaga in dostop do strojev, bodo dodatno dokazali svoje edinstvene zmogljivosti dolgega dosega, saj povpraševanje po optimiziranih proizvodnih postavitvah še naprej narašča.
Povzetek
Konzolni industrijski roboti izkoriščajo ključne prednosti vodoravnega raztezanja in kompaktnosti za optimizacijo ekspanzivnih nalog pobiranja in postavljanja. Čeprav nima univerzalnega obsega gibanja, ki ga zagotavljajo zglobne zasnove, je izjemen doseg konzolne roke naprej v kombinaciji z odlično stabilnostjo na stebru primeren za dobro usklajene aplikacije v avtomatiziranih tovarnah in obdelovalnih centrih. Ko postane prilagodljiva avtomatizacija univerzalni vidik konkurenčnega delovanja, bodo namensko izdelane konzolne roke še naprej ustvarjale pomembno nišo, kar bo povečalo pretok proizvodnje v razpršenih obratih. Njihova distalna storitev odklene učinkovite zasnove linij, ki utrjujejo konzolne robote kot bistvene akterje v sodobnem, agilnem proizvodnem okolju.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. je visokotehnološko podjetje, specializirano za raziskave in razvoj, proizvodnjo in prodajo avtomatskega laserskega stroja za oblaganje, visokohitrostnega laserskega stroja za oblaganje, laserskega kalilnega stroja, laserskega varilnega stroja in opreme za lasersko 3D tiskanje. Naši izdelki so stroškovno učinkoviti in se prodajajo doma in v tujini. Če vas naši izdelki zanimajo, nas kontaktirajte nabob@gshenglaser.com.
Nekatere ključne reference, uporabljene v tem članku, vključujejo:
- Budnick, Frank. "Pogled naprej na najnovejše konzolne robotske roke". Revija za skupščino. Maj 2022. https://www.assemblymag.com
- Brošure izdelkov. Fanuc, ABB, Yaskawa, Omron, Epson. Dostopan nov 2023.
- Sullivan, William. "Prednosti, slabosti in napredek pri konzolnih robotih". Revija IEEE Robotics & Automation Magazine. Junij 2021. https://ieeexplore.ieee.org