Hvad er de forskellige typer industrielle robotter

Kilde: Pinterest
Udførelsen af ​​industrielle opgaver har bevæget sig gennem overgange til forbedring over tid. Rent manuelt arbejde blev forbedret med råværktøjer, der blev videreudviklet til maskiner. Stadig mere innovation bliver ved med at give nye alternativer såsom robotter.

Unimate var den første robot nogensinde skal bruges med succes i fremstillingen. Det blev opfundet af George Devol i slutningen af ​​50'erne og blev først installeret på General Motors fabrikken. Den blev brugt til trykstøbning og kunne bevæge sig inden for en radius på 12 fod. Efter at have set fordelene ved at bruge det, søgte flere virksomheder hurtigt nok at erhverve det.

Siden da har eksperter fortsat med at skabe forskellige robotter og udforske nye måder, hvorpå de kan anvendes i fremstillingen. I dag er der mange sofistikerede leverandører, såsom EVS har evnen til at tilbyde innovative og avancerede industrielle robotarme til salg.
Nedenfor er et kig på de forskellige typer robotter og deres funktioner.

Indholdsfortegnelse

SCARA robotter

SCARA robotter, baseret på robotternes bevægelsesakser, er mere moderne i forhold til pluk og placer industrirobotter. Begge kan tjene den samme funktion, men SCARA-robotter kan nemt udligne den anden rungende.

En SCARA-robot består af en base, som er forbundet med robotarmen i et parallelakse-layout. De roterende samlinger giver compliance i XY-planet. Med andre ord kan armen på en SCARA-robot bevæge sig fra venstre mod højre såvel som frem og tilbage. Den er imidlertid stiv i Z-aksen, således at den kun kan rotere på en theta-akse.
Designet giver 4 frihedsgrader. Ydermere kan armen foldes tilbage eller strækkes. Det er en funktion, der kommer til nytte alt efter, hvilken længde der er nødvendig for den opgave, den skal bruges til.

Med hensyn til software, SCARA robotter er designet til at automatisere opgaver, men under controllerens instruktion. Controllergrænsefladen er nem at bruge, og de har tendens til at reagere på kommandoer.
Da de kommer som en færdiglavet løsning, kræves der kun lidt eller overhovedet nogen yderligere programmering.

FORDELE

• SCARA-robotter er meget hurtige på grund af fleksibiliteten fra de roterende led, der holder armen på plads

• Selvom de ikke optager ekspansiv plads til at udføre deres opgaver, dækker armen et stort område, mens den fungerer. De kan plukke og placere over en betydelig radius

• De er meget nøjagtige

• Kan klare en høj nyttelast

ULEMPER

• De kan kun fungere, når de placeres på eller fastgøres til en plan overflade, hvilket giver begrænset placeringsfleksibilitet

• Kræv en dedikeret controller

Industrielle applikationer

En SCARA-robots valg og slip-egenskaber gør den velegnet til:

• palletering

• Læssemaskiner

• Monteringsfunktioner

• Lasergravering ved hjælp af en passende sluteffektor

• lodning

Delta robotter

Kilde: Pinterest
Delta-robotter blev opfundet af Reymond Clavel og et team af lærde på et college i Frankrig. De er også kendt som parallelle robotter.

Designet af en Delta-robot består af en basemonteret overhead, der har 3 motorer, der driver armene forbundet med basen. De parallelle arme har både prismatiske og roterende led, som ikke er almindelige blandt andre robotter. Som et resultat kan den bevæge sig på X, Y-akserne, selvom de fleste brugere tilpasser deres robotter for at tilføje ekstra akser. En rotations- eller pitchakse kan begge opnås ved modifikation for at opfylde visse opgaver.

Da Delta-robotter ofte bruges til pick and place-automatisering på transportørsystemer, bestemmer programmering deres effektivitet. De er også udstyret med kameraer, som sammen med speciel software udgør deres visionsystem. Formålet med visionsystemet er at skelne mellem gode og dårlige produkter under plukning og sortering.

Egnede sluteffektorer er normalt fastgjort til armene, men de kræver specielle designskemaer. Enhver ekstra vægt på armene reducerer den højhastigheds-robotarms ydeevne, de foretrækkes for. Sugekopper er særligt populære hos dem.

FORDELE

• De er de hurtigste og overgår endda SCARA på mål-stolpe-testen

• Kan arbejde over et stort arbejdsområde

• Avanceret software gør dem meget nøjagtige og effektive

ULEMPER

• Kan kun håndtere meget lette nyttelast

• Gentagne bevægelser med høj hastighed resulterer i slid på dele

• De er dyre

Industrielle applikationer

• Flysimulatorer – dette involverer en forbedret version, der bruger 6 ekstra lineære aktuatorer og en bevægelig base

• Farmaceutisk industri

• Sortering af produktenheder
  

• Mademballage

• Lavkrafts montageopgaver

Polar robotter

Kilde: Pinterest
Strukturen af ​​en polær robot omfatter en base, hvorpå en arm er fastgjort. Armen fastgøres ved hjælp af et vridende led. De er også kendt som sfæriske robotter på grund af formen på det arbejdsområde, der er forbundet med dem. De har meget til fælles med Unimate, som også var sfærisk.

En polarrobots arm kan være forlænget, selvom den kun er begrænset til radius omkring maskinen. Den har tre akser, der danner det, der omtales som det polære koordinatsystem. Det betyder, at de punkter, der er inden for rækkevidde af robotarmen, bestemmes af den afstand, den kan strække sig fra robotbasen i en indstillet vinkel.

FORDELE

• Armen kan nå under eller over forhindringer

• De har en dækning på 360 grader

• De arbejder over et stort arbejdsområde

ULEMPER

• De kræver meget opsyn og kontrol

• Dårlig nøjagtighed

• I betragtning af deres bevægelse ville de ikke være ideelle til gentagne opgaver

Industrielle applikationer

• Die-casting

• Svejsning

• sprøjtestøbning

• Håndtering af glasprodukter

Cylindriske robotter

Kilde: Pinterest
Der er to hoveddele på en cylindrisk robot, en roterende og lineær aktuator fastgjort til den cylindriske base. De er ansvarlige for de lodrette og vandrette bevægelser, som robotarmen kan lave. En drejelig aksel letter robottens arbejde i et cylindrisk arbejdsområde.

Ydermere er armen i stand til at forlænge og foldes tilbage til position. Dens strømlinede design gør det muligt for den at arbejde på begrænset plads, hvor mere omfangsrige arme måske ikke passer ind. På den anden side er rotation kun mulig langs den lodrette akse.

Cylindriske robotter kommer allerede samlet, så der er ingen installationshikke at forvente, medmindre det er tilfældet, hvor tilpasning skønnes nødvendigt.

FORDELE

• Kan klare tunge laster

• Har 360 graders rækkevidde omkring sig selv

• De fylder ikke meget i forhold til deres arbejdsrumsradius

ULEMPER

• Begrænset roterende bevægelse

• Lav nøjagtighed

• De er ikke så alsidige som andre tilgængelige muligheder.

Industrielle applikationer

• Støberi og smedearbejder

• Påføring af belægning

• Die-casting

• Laste- og lossemaskiner

• Laboratorie- og Biomedapplikationer favoriserer dem på grund af størrelsen og armens placering.

Cartesiske robotter

Kilde: Pinterest
De 3 akser i en kartesisk robot er alle vinkelrette på hinanden. Bevægelser lettes af:

• 3 prismatiske led, der arbejder i glidende bevægelse langs XYZ-akserne.

• Lineære aktuatorer

• Motorer til at levere strøm

• En håndledsfastgørelse, hvor rotation er nødvendig

De kommer normalt i dele og kræver montering af en fabriks maskineksperter. Selvom deres montering kan være kompleks, giver det en chance for tilpasninger. Faktisk er det en af ​​grundene til, at det er populært. Præcision, hastighed og længden af ​​slag kan justeres afhængigt af industrien eller anvendelsen.

Cartesiske robotter omtales også som Gantry eller retlinede robotter. De antager en kabineform med hensyn til deres arbejdsområde. Et bemærkelsesværdigt kendetegn er dog, at de kan monteres på forskellige måder, når det er nødvendigt. De tilpasser sig til montering over hovedet samt lodrette og vandrette positioner.

FORDELE

• De kan påtage sig en stor nyttelast

• Driftsmæssigt er de ret alsidige

• Overkommelige

• Kan programmeres i online-tilstand

• De har gode niveauer af nøjagtighed

ULEMPER

• Kun én aksebevægelse kan ske ad gangen

• De fylder meget

• Installationsprocessen er generelt kompleks

Industrielle applikationer

• Håndtering til plaststøbeprocesser

• Tætningsopgaver

• 3D udskrivning

• Lægning og losning

• Palleteringsopgaver
  

Ledledde robotter/ 6-akse

De drejende led på artikulerede robotter tillader dem en række bevægelser svarende til den menneskelige arms. De er fleksible gennem X-, Y- og Z-akserne, men kan også rulle, vende og krøje.
Det grundlæggende design består af en base og en arm, der er forbundet med et roterende led. Antallet af roterende led kan øges til så meget som 10 og kan enten være parallelle eller ortogonale.

I betragtning af de 6-aksede bevægelsesmuligheder kan disse robotter udføre opgaver, som de fleste ikke kan. Armen er meget lydhør og forlænges ret hurtigt til sin fulde længde. Med hensyn til kontrol kræver de velkonfigureret software, hvis de skal fungere på det optimale niveau. På grund af deres store bevægelsesområde kan programmeringsprocessen være kompleks. Nogle producenter tilbyder dog tilpassede forudindstillede kontrolpakker.

FORDELE

• De kan nå og manøvrere i områder, som andre robotter ikke kan

• De dækker en stor arbejdsradius

• Højhastigheds robotarm

• Yder godt i unikke controller-opgaver såsom maling

• Tung nyttelast kan tolereres

ULEMPER

• kinematiske operationer kan være kompliceret

• De kræver en dedikeret controller

• Dyrt

Industrielle applikationer

• Buesvejsning
  

• Montering af biler

• Mademballage

• Støberi- og smedeopgaver

• Stålskæring

• Glashåndtering

• Metalstøbning

cobots

Kilde: Pinterest
Cobots er også kendt som kollaborative robotter, da de er designet til at samarbejde med mennesker. Traditionelle robotter gav udfordringer såsom kollisioner med arbejdere i fabrikslokaler. For at forhindre sådanne ulykker blev cobots skabt som et mere sikkert alternativ.
Der er tre hovedtyper af cobots:

Håndstyrende cobots

De programmeres af teknikere ved hjælp af en håndbetjent enhed til at træne robotarmene i de ønskede bevægelser.

Hastighed og Automation Cobots

De er grundlæggende traditionelle industrirobotter med visionsystemer. De har en advarsel og en stopzone. Når en arbejder kommer ind i advarselszonen, bremser de automatisk deres drift. Hvis de fortsætter tættere på stopzonen, holder cobotten helt op med at fungere. De genoptager driften, når begge zoner er fri for forhindringer.

Cobots, der begrænser magt og familiestyrke

De er i stand til at arbejde sammen med mennesker, men er ikke udstyret med nogen synssystemer, scannere eller sikkerhedsbarrierer. I stedet er de designet uden synlige motorer eller skarpe hjørner. Derudover har de kollisionsmotorer, der stopper dem, når der er forhindringer omkring dem.

Sikkerhedsovervågede stop-cobots

Sammenlignet med andre robotter er de de mindst 'menneskevenlige'. De har dog sikkerhedssensorer, der stopper og aktiverer driften igen, når de registrerer en menneskelig forhindring.

Faktorer, der differentierer robotter

Industrielle robotter har en tendens til at have fælles funktioner såsom robotarme. De er dog fundamentalt forskellige med hensyn til designaspekter som:

Axis

Kilde: Pinterest
Som i en matematisk graf refererer en robots akser til de retninger, en robotarm kan bevæge sig i. Der er X-, Y- og Z-akser. De repræsenterer henholdsvis frem/tilbage, venstre/højre og op/ned.

Grad af frihed

Kilde: Pinterest
En robots grad af frihed er en beskrivelse af rækkevidden af ​​bevægelser, den har i et 3D-rum. Ud over de tre akser omfatter frihed aspekter som rotation, krøjning og pitch.
Antallet af akser en robot har bestemmer dens frihedsgrad.

Arbejdsområde

Kilde: robots.com
Tænk for eksempel på, at en robot bliver brugt til at plukke appelsiner fra en vogn til en anden. Den afstand, den dækker mellem de to vogne, kaldes dens arbejdsområde. Nogle robotter kan, baseret på deres struktur, dække større afstande mere end andre. Desuden giver faktorer som frihed og armlængde en robot mere arbejdsområde.

Sluteffektor

Kilde: roboticsandautomationnews.com
Designmæssigt er robotarmen virkelig en efterligning af den menneskelige arm. De kan variere i behændighed og kapacitet, men det underliggende koncept er det samme.
Når det er sagt, er en sluteffektor dybest set den 'hånd', der er fastgjort til enden af ​​en fabriksrobotarm. Der er mange typer af sluteffektorer, de varierer afhængigt af opgaver. Nogle eksempler omfatter gribere, svejseværktøj og sugekopper.

Fuger

Kilde: Pinterest
Brugen af ​​led sikrer, at robotarmen forbliver fastgjort til strukturen, samtidig med at den letter dens bevægelser. Den type led en robot har, spiller en stor rolle for dens fleksibilitet og bevægelsesområde. De omfatter:
Parallelle led – som navnet antyder, er de placeret ved siden af ​​hinanden og foretrækkes normalt til lineære bevægelser.
Prismatiske led - de er også kendt som skydere, fordi de giver lineær glidende bevægelse mellem to dele af en robot.
Revolute led - de er ideelle, når fleksibilitet såsom multidimensionel rotation er tilsigtet.
Roterende led - enhver grad af rotation vil kræve en eller flere af disse led. Selvom de er mere begrænset i rækkevidde i forhold til det revolutionerende led.

Motorer

Kilde: Pinterest
For at robotarmene kan bevæge sig og udføre kommandoer, kræver de en strømkilde. Motorer omdanner elektrisk energi til at drive robotarme.

Programmering

Kilde: visualcomponents.com
Det involverer brug af software til at styre, hvordan en robot fungerer. Ydeevneparametre såsom hastighed, repeterbarhed og slaglængden af ​​armbevægelser kan styres ved programmering.
Hver robot har sin egen type og niveau af programmering, hvor nogle er mere avancerede end andre. I nogle tilfælde er robotter desuden forprogrammeret, mens andre kan tilpasses. Der er også fysiske controller-grænseflader, der bruges til at give instruktioner til robotterne.

Robotters indvirkning på fremstilling

Kilde: Pinterest
Uden tvivl ville fremstillingsindustrien over hele kloden ikke være, hvad den er i fravær af robotter. De har haft stor effekt på:

Produktionsskalaer

Kilde: Pixabay
Robotter har gjort det muligt for fabrikker at opskalere produktionen og stadig administrere kortere omløbstider. Driftshastigheder som Delta-robottens gør det muligt for flere enheder af produkter at blive behandlet.

Omkostninger ved produktion

Kilde: Pixabay
Da robotter påtager sig en stor arbejdsbyrde, reducerer de antallet af medarbejdere, der skal ansættes. Ydermere gør deres automatiserede mekaniske karakter dem mere strømlinede i drift end manuelle metoder. Det er tilstrækkeligt at sige, de reducerer spild.

Personale Sikkerhed

Kilde: Pixabay
Siden Unimates tidlige dage er robotter blevet brugt til at påtage sig vanskelige og farlige opgaver. Trykstøbning, svejsning og løft af tunge byrder i risikofyldte rum er blot nogle få eksempler på højrisiko fremstillingsprocesser. Brugen af ​​robotter som f.eks robotsvejsning af aluminium beskytter arbejdstagerne mod farer.
Men på bagsiden udgør robotter også farer for arbejdere omkring dem. For eksempel, når deres hastighed er indstillet for højt, kan effektorerne eller armene fejlfunktion og tilfældigt slippe belastningen.

Human Resources

Kilde: Pixabay
En af hovedpåstandene mod robotter og automatisering generelt er frygten for, at de ville erstatte menneskelig arbejdskraft. Nogle mennesker har faktisk mistet job efter at være blevet afskediget af en sådan teknologi. Men selv med kunstig intelligens er det usandsynligt, at robotter nogensinde fuldt ud bliver lige så intuitive eller kreative som menneskeheden.

Når robotter påtager sig de forudsigelige gentagne opgaver, kunne arbejdere måske tilpasse sig forstyrrelsen ved at påtage sig andre komplekse opgaver. Kreativitet og design vil for eksempel altid kræve nuancerne af menneskelige følelser og tanker.

Konklusion

Der er bestemt ingen vej tilbage til den manuelle måde at producere på, automatisering er kommet for at blive. Efterhånden som flere innovationer ændrer og forbedrer de eksisterende typer af robotter, bliver producenterne nødt til at følge med. Bedre maskineri fører trods alt til mere effektive produktionslinjer og produkter af højere kvalitet.

Hvis du ønsker at automatisere din virksomhed, har du nu alle fakta om alle typer robotter og deres funktioner. Sørg for at arbejde med velrenommerede industri eksperter at undersøge, hvilke produktmuligheder der er tilgængelige på markedet. På den positive side, uanset hvad du vælger, vil du træffe et velinformeret valg.