Ako vybrať ten správny nízkonákladový robot pre vašu aplikáciu a na čo si dať pozor?

Nízkonákladové roboty sú ideálnou voľbou pre malé a stredné podniky, ktoré hľadajú spôsob, ako ušetriť peniaze a zvýšiť produktivitu. V tomto článku sa dozviete aké typy nízkonákladových robotov existujú a ako si vybrať ten správny pre vašu aplikáciu.

Automatizácia má mnoho výhod, avšak pre malé a stredné podniky je často príliš drahá a náročná. Výrobcovia robotov však ponúkajú aj cenovo dostupné a ľahko použiteľné riešenia, ktoré sú ideálne a prijateľné aj pre malé firmy. 

Časovo náročné úlohy si nevyžadujú vždy iba zložité a komplexné riešenia. Automatizáciou týchto úloh sa šetrí čas a peniaze. Na trhu existuje široká škála priemyselných robotov: lineárne roboty, delta roboty, viacosové kĺbové roboty a roboty SCARA. 

Tento článok vám poskytne stručný prehľad príslušných robotov na trhu. Kedy mám použiť ktorý robot? Aké sú medzi nimi rozdiely? Ktorý robot je vhodný pre moju aplikáciu?

Modulárny portálový robot

Portálové roboty, známe aj ako kartézske alebo XYZ roboty, sú najčastejšie používanými robotmi v priemysle. Skladajú sa z niekoľkých prepojených lineárnych pohonov. Často sú na poslednej osi vybavené dodatočnou rotačnou osou.

Konštrukcia je vždy veľmi podobná: existuje základná os (os X), na ňu namontovaná priečna os (os Y) a konzolová os (os Z). Pozdĺž konzolovej osi sa pohybuje vodiaci profil a pozdĺž ostatných dvoch osí sa pohybujú vozíky. Lineárne osi sa často kombinujú s rotačnými prvkami. Lineárne roboty dosahujú 3 - 4 stupne voľnosti (DOF). Základnú os často tvoria dve paralelné lineárne jednotky prepojené hriadeľom, ktorý ich synchronizuje. Tým sa zvyšuje stabilita.

Lineárne roboty sú vysoko konfigurovateľné a môžu byť prispôsobené akejkoľvek konštrukcii stroja. Dosahujú pracovný priestor niekoľkých metrov pre každý rozmer. Sú veľmi ľahko programovateľné, pretože príkazy pohybu nemusia byť preložené do kinematiky robota.

• (Príkaz pohybu = skutočný pohyb robota). 

Existuje mnoho rôznych tried presnosti. Lineárne roboty možno použiť v takmer každom rozsahu zaťaženia. Vo väčšine prípadov zvládajú zaťaženie až do 200 N (20 kg) a zvyčajne používajú s nasledujúcimi aplikačnými parametrami: 

• Zaťaženie: do 15 kg
• Pracovný priestor: 2000x2000x500 mm
• Požiadavky na presnosť: od 0,5 mm

Spoločnosť igus ponúka tento typ robota kompletne s riadiacim systémom alebo alternatívne len s riadiacimi jednotkami motorov (jedna na každý motor). Môže byť tiež dodaný s predprípravou na motory, ktoré zákazník preferuje a ktoré si dodatočne k robotu domontuje.

Rýchly robot: paralelná kinematika delta robota

Delta roboty, známe aj ako paralelné alebo pavúčie roboty, pozostávajú z troch lineárnych systémov, ktoré sú všetky orientované na centrálny bod. Vo všeobecnosti existujú dva typy delta robotov:

• delta robot s 3 lineárnymi jednotkami: výhodou tohto variantu je schopnosť dosiahnuť väčšie procesné sily. Má tiež lepšiu bezpečnosť a plynulejší chod pri radiálnych silách pôsobiacich na systém.
• delta robot s dvojramennou kinematikou: jeho nižšia hmotnosť umožňuje vyššiu rýchlosť a zrýchlenie. 

Roboty Delta majú špeciálnu konštrukciu, sú náročnejšie na programovanie a preto sú dostupné len s koncepciou riadenia. Vybavené môžu byť rotačnou osou a tak dosahovať maximálne 3-4 stupne voľnosti (DOF).

Kinematika delta robotov je optimálna pre použitie v aplikáciách typu pick-and-place.

• Používajú sa na triedenie výrobkov v potravinárskom, elektronickom a farmaceutickom priemysle a na montážne procesy na kruhových dopravníkoch.

Paralelná kinematika, ako sú delta roboty, môže dosiahnuť rýchlosti až 200 úkonov za minútu s presnosťou 0,5 mm. Pri týchto rýchlostiach sa musíte uistiť, či periférne zariadenia, ako sú uchopovače a systémy videnia, dokážu uchopiť a uvoľniť predmet dostatočne rýchlo.

Robot delta sa môže používať pri rýchlostiach až do 60 úkonov za minútu. Delta robot dokáže vytriediť jeden výrobok za sekundu s opakovateľnosťou 0,5 mm. To je typický čas priemyselného procesu. 

Robot môže byť dodaný buď s kompletným riadiacim systémom, iba s drivermi motorov, s motormi bez driverov, prípadne bez motorov, pripravený pre individuálnu montáž motora zákazníkom.

• Zaťaženie: až 5 kg
• Pracovný priestor: 360x660 mm
• Požiadavky na presnosť: od 0,5 mm
• Rýchlosť: do 60 úkonov/min

Flexibilný: robot s kĺbovým ramenom

Roboty s kĺbovým ramenom, známe aj ako kĺbové roboty (Robolink, ReBel), sú navrhnuté podobne ako ľudská ruka a zvyčajne majú 4-6 stupňov voľnosti (DOF). Na dosiahnutie veľkého pracovného rozsahu sú roboty často inštalované na lineárnej osi, tzv. siedmej osi.

Kĺbové roboty sa dajú používať veľmi flexibilne. Vždy majú pevné konštrukčné riešenie a nie je možné ich integrovať do všetkých strojov. Tento typ robota sa zvyčajne používa mimo koncepcie stroja tj. ako samostatné riešenie.

Typickými aplikáciami sú paletizácia, nanášanie lepidla, zváranie či kontrolné procesy. Tento typ robota nájdeme vo všetkých priemyselných odvetviach.

Kĺbový robot je pomalší, menej presný a ťažšie integrovateľný než iné roboty, zato sa dá použiť na akúkoľvek aplikáciu. Tento typ robota dokáže manipulovať s hmotnosťami až do 250 kg s presnosťou až do 0,1 mm. 

Kĺbový robot Robolink sa dá použiť s presnosťou 1 mm pri zaťažení do 3 kg. Dokáže realizovať aplikácie s časom cyklu do ôsmich sekúnd. Jedným častých procesov je uchopovanie a ukladanie dielov.

• Rýchlosť: 6-8 úkonov/min
• Dosah: do 790 mm
• Zaťaženie: do 3 kg
• Požiadavky na presnosť: od 1 mm

Zmenšený kĺbový robot: Robot SCARA

Robot SCARA má štyri stupne voľnosti (4DOF). 

Je dostupný v dvoch konštrukčných riešeniach:

• jedna, v ktorej sa celé rameno pohybuje vertikálne,
• druhá, v ktorej sa vertikálne pohybuje iba posledná os.

Všetky ostatné osi sú rotačné. Pracovný priestor pre kinematiku tohto robota má tvar obličiek.

Typickými oblasťami použitia sú montážne a spojovacie úlohy v elektronickom priemysle.

Vo väčšine prípadov sa používa na zaťaženie až do 15 kg. Jeho konštrukcia poskytuje procesné rýchlosti medzi rýchlosťami delta a lineárnej kinematiky: pomalšie ako delta roboty, rýchlejšie ako lineárne roboty.

Spoločnosť igus nemá vo svojom produktovom portfóliu štandardizovaný robot SCARA; takéto roboty sa konfigurujú individuálne pre zákazníkov zo štandardizovaných zostáv.

Ktorý robot je vhodný pre moju aplikáciu?

V zásade existuje mnoho faktorov, ktoré ovplyvňujú výber robota. Najdôležitejšie ovplyvňujúce faktory sú:

• potrebná presnosť v pracovnom bode
• užitočné zaťaženie
• čas cyklu procesu
• rozsah pohybov
• stupne voľnosti

Je dôležité vybrať len taký počet stupňov voľnosti, aký potrebujete. Každá ďalšia os znamená vyššie programátorské úsilie, zložitosť resp. náchylnosť na chyby.

V prípade záujmu ma neváhajte kontaktovať. Rád Vám poskytneme bezplatné poradenstvo a pomôžeme Vám s výberom najvhodnejšieho robota pre Vašu aplikáciu.