Cerca
Chiudi questa casella di ricerca.

Quali sono i diversi tipi di robot industriali

Robot in una fabbrica

Fonte: Pinterest

Le prestazioni delle attività industriali hanno attraversato transizioni di miglioramento nel tempo. Il lavoro puramente manuale fu migliorato da strumenti grezzi che furono ulteriormente avanzati nelle macchine. Tuttavia, una maggiore innovazione continua a produrre nuove alternative come i robot.

Unimate era il il primo robot in assoluto da utilizzare con successo nel settore manifatturiero. Fu inventato da George Devol alla fine degli anni '50 e fu installato per la prima volta nello stabilimento della General Motors. Veniva utilizzato per la pressofusione e poteva muoversi entro un raggio di 12 piedi. Dopo aver constatato i vantaggi derivanti dal suo utilizzo, ben presto sempre più aziende cercarono di acquisirlo.

Da allora, gli esperti hanno continuato a creare diversi robot ed esplorare nuovi modi in cui possono essere applicati nel settore manifatturiero. Al giorno d'oggi, ci sono molti fornitori sofisticati come EVS che hanno la capacità di offrire prodotti innovativi e avanzati bracci robotici industriali in vendita.

Di seguito è riportato uno sguardo ai diversi tipi di robot e alle loro caratteristiche.

Sommario

Robot SCARA

Robot SCARA

I robot SCARA, basati sugli assi di movimento dei robot, sono più moderni rispetto a prelevare e posizionare robot industriali. Entrambi possono svolgere la stessa funzione, ma i robot SCARA superano facilmente l’altro in modo clamoroso.

Un robot SCARA è costituito da una base collegata al braccio del robot secondo una disposizione ad assi paralleli. I giunti rotanti garantiscono la conformità nel piano XY. In altre parole, il braccio di un robot SCARA può muoversi da sinistra a destra così come avanti e indietro. Tuttavia, è rigido sull'asse Z in modo tale da poter ruotare solo sull'asse theta.

Il design prevede 4 gradi di libertà. Inoltre, il braccio può essere ripiegato o disteso. È una funzionalità che torna utile a seconda della lunghezza necessaria per l'attività per cui viene utilizzata.

Per quanto riguarda il software, Robot SCARA sono progettati per automatizzare le attività ma sotto le istruzioni del responsabile del trattamento. L'interfaccia del controller è facile da usare e tende a rispondere ai comandi.

Dato che si presentano come una soluzione già pronta, è necessaria poca o nessuna programmazione aggiuntiva.

Vantaggi



  • I robot SCARA sono molto veloci data la flessibilità fornita dai giunti rotanti che mantengono il braccio in posizione


  • Sebbene non occupino molto spazio per eseguire i loro compiti, il braccio copre una vasta area mentre funziona. Possono raccogliere e posizionare, su un raggio considerevole


  • Sono estremamente accurati


  • Può gestire un carico utile elevato

Svantaggi



  • Possono funzionare solo se posizionati o fissati su una superficie piana, offrendo quindi una flessibilità di posizionamento limitata


  • Richiede un controller dedicato

Applicazioni Industriali

Le capacità di prelievo e rilascio di un robot SCARA lo rendono adatto per:



  • pallettizzazione


  • Caricamento macchine


  • Funzioni di assemblaggio


  • Incisione laser con l'ausilio di un apposito effettore finale


  • saldatura

Robot Delta

Immagine completa del robot delta

Fonte: Pinterest

I robot Delta sono stati inventati da Reymond Clavel e da un gruppo di studiosi di un college in Francia. Sono anche conosciuti come robot paralleli.

Il design di un robot Delta consiste in una base montata sopra la quale sono presenti 3 motori che azionano i bracci collegati alla base. I bracci paralleli hanno sia giunti prismatici che rotanti che non sono comuni tra gli altri robot. Di conseguenza, può spostarsi sugli assi X e Y, sebbene la maggior parte degli utenti personalizzi i propri robot per aggiungere assi aggiuntivi. Un asse di rotazione o di beccheggio può essere ottenuto mediante modifica in modo da soddisfare determinati compiti.

Dato come vengono spesso utilizzati i robot Delta automazione pick and place sui sistemi di trasporto, la programmazione ne determina l'efficacia. Sono inoltre dotati di telecamere che, insieme a un software speciale, costituiscono il loro sistema di visione. Lo scopo del sistema di visione è quello di differenziare i prodotti buoni da quelli scadenti durante la raccolta e lo smistamento.

Gli effettori finali adatti sono solitamente fissati ai bracci ma richiedono schemi di progettazione speciali. Qualsiasi peso aggiuntivo sulle braccia riduce la braccio robotico ad alta velocità prestazione per la quale sono favoriti. Le ventose sono particolarmente apprezzate da loro.

Vantaggi



  • Sono i più veloci e superano addirittura SCARA nel test dei pali della porta


  • Può funzionare su un ampio spazio di lavoro


  • Il software avanzato li rende molto accurati ed efficienti

Svantaggi



  • Può gestire solo carichi utili molto leggeri


  • I movimenti ripetitivi ad alta velocità provocano l'usura delle parti


  • Sono costosi

Applicazioni Industriali



  • Simulatori di volo: si tratta di una versione potenziata che utilizza 6 attuatori lineari aggiuntivi e una base mobile


  • Industria farmaceutica


  • Imballaggio alimentare


  • Attività di assemblaggio a bassa forza

Robot polari

Il robot polare

Fonte: Pinterest

La struttura di un robot polare comprende una base su cui è fissato un braccio. Il braccio viene fissato mediante un giunto rotante. Sono conosciuti anche come robot sferici per la forma dello spazio di lavoro ad essi associato. Hanno molto in comune con Unimate, anch'esso sferico.

Il braccio di un robot polare può essere allungato sebbene sia limitato solo al raggio attorno alla macchina. Ha tre assi che formano quello che viene chiamato sistema di coordinate polari. Ciò significa che i punti entro la portata del braccio del robot sono determinati dalla distanza che può allungare dalla base del robot ad un angolo prestabilito.

Vantaggi



  • Il braccio può arrivare sotto o sopra gli ostacoli


  • Hanno una copertura a 360 gradi


  • Funzionano su un ampio spazio di lavoro

Svantaggi



  • Richiedono molta supervisione e controllo


  • Scarsa precisione


  • Considerando il loro movimento, non sarebbero ideali per compiti ripetitivi

Applicazioni Industriali



  • Pressofusione


  • Saldatura


  • stampaggio ad iniezione


  • Manipolazione di prodotti in vetro

Robot cilindrici

Robot cilindrico

Fonte: Pinterest

Ci sono due parti principali su un robot cilindrico, un attuatore rotante e lineare fissato alla base cilindrica. Sono responsabili dei movimenti verticali e orizzontali che il braccio del robot può compiere. Un albero girevole facilita il lavoro del robot in un'area di lavoro cilindrica.

Inoltre, il braccio è in grado di allungarsi e ripiegarsi in posizione. Il suo design aerodinamico gli consente di lavorare in uno spazio limitato in cui potrebbero non entrare bracci più ingombranti. D'altra parte, la rotazione è possibile solo lungo l'asse verticale.

I robot cilindrici vengono forniti già assemblati, quindi non sono previsti intoppi di installazione, a meno che non si ritenga necessaria la personalizzazione.

Vantaggi



  • Può gestire carichi utili pesanti


  • Avere una copertura a 360 gradi attorno a sé


  • Non occupano molto spazio rispetto al raggio del loro spazio di lavoro

Svantaggi



  • Movimento rotatorio limitato


  • Bassa precisione


  • Non sono versatili come le altre opzioni disponibili.

Applicazioni Industriali



  • Lavori di fonderia e forgiatura


  • Applicazione del rivestimento


  • Pressofusione


  • Macchine di carico e scarico


  • Le applicazioni di laboratorio e biomediche li favoriscono per le dimensioni e il posizionamento del braccio.

Robot cartesiani

Robot cartesiano

Fonte: Pinterest

I 3 assi di un robot cartesiano sono tutti perpendicolari tra loro. I movimenti sono facilitati da:



  • 3 giunti prismatici che funzionano con movimento scorrevole lungo gli assi XYZ.


  • Attuatori lineari


  • Motori per fornire energia


  • Un attacco per il polso dove è necessaria la rotazione

Di solito vengono forniti in parti e richiedono l'assemblaggio da parte degli esperti di macchinari di una fabbrica. Anche se il loro assemblaggio può essere complesso, offre la possibilità di effettuare personalizzazioni. In effetti, è uno dei motivi che lo rendono popolare. Precisione, velocità e lunghezza delle corse possono essere regolate a seconda del settore o dell'applicazione.

I robot cartesiani sono anche detti Gantry o robot rettilinei. Assumono una forma di cubicolo in termini di area di lavoro. Tuttavia, una caratteristica degna di nota è che possono essere montati in modi diversi quando necessario. Si adattano al montaggio sopra la testa e alle posizioni verticale e orizzontale.

Vantaggi



  • Possono assumere un grande carico utile


  • Operativamente, sono abbastanza versatili


  • Economico


  • Può essere programmato utilizzando la modalità online


  • Hanno buoni livelli di precisione

Svantaggi



  • Può verificarsi un solo movimento dell'asse alla volta


  • Occupano molto spazio


  • Il processo di installazione è generalmente complesso

Applicazioni Industriali



  • Movimentazione per processi di stampaggio materie plastiche


  • Compiti di sigillatura


  • stampa 3D


  • Caricamento e scaricamento

Robot articolati/6 assi

Robot a 6 assi

Le articolazioni rotanti dei robot articolati consentono loro un'ampiezza di movimento simile a quella del braccio umano. Sono flessibili lungo gli assi X, Y e Z, ma possono anche rollare, beccheggiare e imbardare.

Il design di base è composto da una base e un braccio uniti tramite un giunto rotante. Il numero di giunti rotanti può essere aumentato fino a 10 e possono essere paralleli o ortogonali.

Date le capacità di movimento a 6 assi, questi robot possono eseguire compiti che la maggior parte non può eseguire. Il braccio è altamente reattivo e si allunga per tutta la sua lunghezza abbastanza velocemente. In termini di controllo, richiedono un software ben configurato se vogliono funzionare a livelli ottimali. A causa loro ampia gamma di movimento, il processo di programmazione può essere complesso. Tuttavia, alcuni produttori offrono pacchetti di controllo preimpostati personalizzati.

Vantaggi



  • Possono raggiungere e manovrare in aree che altri robot non possono raggiungere


  • Coprono un ampio raggio di lavoro


  • Braccio robotico ad alta velocità


  • Esegui bene le attività specifiche del controller come la verniciatura


  • Possono essere tollerati carichi utili pesanti

Svantaggi

Il operazioni cinematiche può essere complicato

Richiedono un controller dedicato

Costoso

Applicazioni Industriali



  • Assemblaggio automobilistico


  • Imballaggio alimentare


  • Attività di fonderia e forgiatura


  • Taglio dell'acciaio


  • Manipolazione del vetro


  • Colata di metallo

Cobots

Persona che lavora vicino a un cobot

Fonte: Pinterest

I cobot sono anche conosciuti come robot collaborativi poiché sono progettati per collaborare con gli esseri umani. I robot tradizionali presentavano sfide come le collisioni con i lavoratori negli spazi della fabbrica. Per prevenire tali incidenti, sono stati creati i cobot come alternativa più sicura.

Esistono tre tipi principali di cobot:

Cobot che guidano manualmente

Sono programmati dai tecnici che utilizzano un dispositivo manuale per addestrare i bracci del robot sui movimenti desiderati.

Cobot di velocità e automazione

Sono fondamentalmente robot industriali tradizionali con sistemi di visione. Hanno un avvertimento e una zona di stop. Quando un lavoratore entra nella zona di avviso, rallenta automaticamente le sue operazioni. Se si avvicinano alla zona di arresto, il cobot smette di funzionare completamente. Riprendono a funzionare quando entrambe le zone sono libere da ostruzioni.

Cobot che limitano il potere e la forza familiare

Sono in grado di collaborare con gli esseri umani ma non sono dotati di sistemi di visione, scanner o barriere di sicurezza. Sono invece progettati senza motori esposti o spigoli vivi. Inoltre, sono dotati di motori di collisione che li fermano quando ci sono ostacoli intorno a loro.

Cobot di arresto monitorati in sicurezza

Rispetto ad altri robot sono i meno “human-friendly”. Tuttavia, dispongono di sensori di sicurezza che interrompono e riavviano il funzionamento quando rilevano un ostacolo umano.

Fattori che differenziano i robot

I robot industriali tendono ad avere caratteristiche comuni come i bracci robotici. Tuttavia, sono fondamentalmente diversi in termini di aspetti di progettazione come:

Axis

Un'illustrazione delle diverse direzioni degli assi

Fonte: Pinterest

Come in un grafico matematico, gli assi di un robot si riferiscono alle direzioni in cui può muoversi il braccio del robot. Esistono assi X, Y e Z. Rappresentano rispettivamente avanti/indietro, sinistra/destra e su/giù.

Grado di libertà

Un'illustrazione dei diversi movimenti degli assi

Fonte: Pinterest

Il grado di libertà di un robot è una descrizione della gamma di movimenti che ha in uno spazio 3D. Oltre ai tre assi, la libertà comprende aspetti come rotazione, imbardata e beccheggio.

Il numero di assi di un robot determina il suo grado di libertà.

Area di lavoro

Un'illustrazione delle diverse misurazioni dell'area di lavoro del robot

Fonte: robots.com

Consideriamo, ad esempio, che un robot venga utilizzato per raccogliere le arance da un carrello all’altro. La distanza che copre tra i due carrelli viene definita area di lavoro. Alcuni robot, in base alla loro struttura, possono coprire distanze più ampie più di altri. Inoltre, fattori come la libertà e la lunghezza del braccio conferiscono al robot un raggio di lavoro maggiore.

Effetto finale

Un'immagine di diversi effettori finali del robot

Fonte: roboticsandautomationnews.com

In termini di design, il braccio robotico è davvero un'imitazione del braccio umano. Possono variare in destrezza e capacità, ma il concetto di fondo è lo stesso.

Detto questo, un effettore finale è fondamentalmente la “mano” attaccata alla fine di un braccio robotico di fabbrica. Ci sono molti tipi di effettori finali, variano in base ai compiti. Alcuni esempi includono pinze, strumenti di saldatura e ventose.

Giunti

Un'immagine dei giunti meccanici di un braccio robotico

Fonte: Pinterest

L'utilizzo di giunti garantisce che il braccio del robot rimanga attaccato alla struttura facilitandone anche i movimenti. Il tipo di giunto di un robot gioca un ruolo importante nella sua flessibilità e gamma di movimento. Loro includono:

Giunti paralleli – come suggerisce il nome, sono posizionati uno accanto all'altro e sono solitamente preferiti per i movimenti lineari.

Giunti prismatici- sono anche conosciuti come cursori perché forniscono un movimento di scorrimento lineare tra due parti di un robot. 

Giunti rotanti- sono ideali quando è prevista flessibilità come la rotazione multidimensionale.

Giunti rotanti- qualsiasi grado di rotazione richiederebbe uno o più di questi giunti. Tuttavia, hanno una portata più limitata rispetto al giunto rivoluzionario.

motori

Motore elettrico

Fonte: Pinterest

Affinché i bracci del robot possano muoversi ed eseguire comandi, necessitano di una fonte di alimentazione. I motori convertono l'energia elettrica per alimentare il braccia robotiche.

Programmazione

Persona che programma un robot su un computer

Fonte: visualcomponents.com

Implica l’uso di software per controllare il funzionamento di un robot. I parametri prestazionali quali velocità, ripetibilità e lunghezza della corsa dei movimenti del braccio possono essere gestiti mediante programmazione.

Ogni robot ha il proprio tipo e livello di programmazione e alcuni sono più avanzati di altri. Inoltre, in alcuni casi, i robot sono preprogrammati mentre altri sono personalizzabili. Esistono anche interfacce controller fisiche utilizzate per fornire istruzioni ai robot.

Impatti dei robot sulla produzione

Un prodotto robotizzato per la raccolta

Fonte: Pinterest

Indubbiamente, l’industria manifatturiera in tutto il mondo non sarebbe quella che è senza i robot. Hanno avuto un grande effetto su:

Scale di produzione

Pile di scatole sul pavimento di una fabbrica

Fonte: Pixabay

I robot hanno consentito alle fabbriche di aumentare la produzione e di gestire tempi di consegna più brevi. Velocità operative come quelle del robot Delta consentono la lavorazione di più unità di prodotti.

Costo di produzione

Banconote e scellini

Fonte: Pixabay

Dato che i robot assumono un grande carico di lavoro, riducono il numero di dipendenti che devono essere assunti. Inoltre, la loro natura meccanica automatizzata li rende più snelli nel funzionamento rispetto ai metodi manuali. Basti dire che riducono gli sprechi.

Sicurezza del personale

Segnale di stop

Fonte: Pixabay

Sin dagli albori di Unimate, i robot sono stati utilizzati per svolgere compiti difficili e pericolosi. La pressofusione, la saldatura e il sollevamento di carichi pesanti in spazi rischiosi sono solo alcuni esempi di processi produttivi ad alto rischio. L'uso di robot come saldatura robotizzata dell'alluminio protegge i lavoratori dai pericoli connessi.

D’altro canto, i robot rappresentano anche un pericolo per i lavoratori che li circondano. Ad esempio, quando la loro velocità è impostata su un livello troppo elevato, gli effettori finali o i bracci possono funzionare male e far cadere in modo casuale il carico.

Risorse umane

Un'immagine di operai di sesso maschile che indossano elmetti di protezione gialli

Fonte: Pixabay

Uno dei principali argomenti contro i robot e l’automazione, in generale, è la paura che ciò accada sostituire il lavoro umano. In effetti, alcune persone hanno perso il lavoro dopo essere state licenziate da tale tecnologia. Tuttavia, anche con l’intelligenza artificiale, è improbabile che i robot diventino mai pienamente intuitivi e creativi come l’umanità.

Mentre i robot assumono compiti ripetitivi e prevedibili, i lavoratori potrebbero forse adattarsi all’interruzione assumendosi altri compiti complessi. La creatività e il design, ad esempio, richiederanno sempre le sfumature delle emozioni e del pensiero umani.

Conclusione

Non si può certamente tornare al modo manuale di produzione, l’automazione è qui per restare. Man mano che sempre più innovazioni cambiano e migliorano i tipi di robot esistenti, i produttori dovranno tenere il passo. Dopotutto, macchinari migliori portano a linee di produzione più efficienti e prodotti di qualità superiore.

Se stai cercando di automatizzare la tua attività, ora hai tutte le informazioni su tutti i tipi di robot e sulle loro funzioni. Assicurati di lavorare con persone affidabili esperti del settore per esplorare quali opzioni di prodotto sono disponibili sul mercato. Il lato positivo è che qualunque cosa tu scelga, farai una scelta ben informata.

Stupendo! Condividere a:

Richiedi un preventivo