Risposta diretta: Il carico utile del robot non corrisponde al peso del pezzo. È la massa dell'effettore finale più la massa del pezzo, tenuto alla distanza che l'utensile pone tra esso e la flangia del polso. In un ciclo di carico, lo stesso utensile trasporta il pezzo in entrata e quello in uscita, quindi la massa dell'utensile è presente per l'intero ciclo. Dimensionare il braccio in base alla somma, all'offset reale, e mantenere un margine.
Per chi è questo: Scritto per ingegneri e acquirenti che dimensionano un robot per il carico e lo scarico di macchine, dove un effettore finale appositamente progettato trasporta il pezzo all'interno e all'esterno della macchina.
Scopo: Questa guida EVST illustra cosa deve includere una verifica del carico utile, perché la distanza dal centro di massa è importante quanto la massa stessa e quali informazioni fornire prima che un fornitore possa dimensionare un braccio robotico. Non tratta la progettazione della pinza, l'interfacciamento con la macchina o la modellazione dei tempi di ciclo.
Cosa deve coprire una cifra relativa al carico utile di un robot
La prima domanda che viene posta nella maggior parte delle richieste riguarda il peso del pezzo. È una domanda corretta, ma fornisce solo metà della risposta, perché ciò che il robot trasporta non è mai il pezzo in sé.
Nel filmato di riferimento, un braccio a sei assi tiene fermo un anello piatto in un grande effettore terminale appositamente costruito e lo solleva dalla macchina. La piastra di lavorazione e l'anello pendono insieme dal polso. Una tabella di carico utile compilata considerando solo il pezzo omette una massa presente in ogni secondo del ciclo.
Secondo ISO 10218-2: 2025 È l'applicazione del robot, non il robot in sé, che deve essere valutata, e il carico utile si comporta allo stesso modo a livello commerciale: il braccio, l'effettore finale e il pezzo in lavorazione costituiscono un'unica scelta, non tre.
La correzione più economica in un progetto come questo si effettua sulla carta. Un calcolo del carico utile del robot che omette gli utensili viene solitamente scoperto a terra, quando il braccio è già stato imbullonato.
Il ciclo di carico trasporta gli utensili in entrambe le direzioni
Il filmato mostra due operazioni fondamentali: l'ingresso del pezzo nella macchina e l'uscita del pezzo finito. Entrambe vengono eseguite dallo stesso effettore finale.
Ciò significa che la massa dell'utensile rimane costante durante tutto il ciclo e solo il pezzo entra ed esce. Il caso peggiore per il polso non è un singolo istante, ma lo stato di carico, che si verifica due volte per ciclo anziché una.
Quando una cella viene caricata e scaricata con gli stessi utensili, il dimensionamento rispetto allo stato di carico rappresenta il parametro di riferimento corretto. Quando si utilizzano utensili separati per ciascuna direzione, ognuno deve essere controllato singolarmente.
La distanza fa parte del carico
Il carico utile nominale è indicato a un determinato offset del centro di massa. La stessa massa montata più lontano dalla flangia aumenta il momento che il polso deve mantenere, e un grande effettore finale solitamente spinge il pezzo in lavorazione più lontano di quanto farebbe una semplice pinza.
Ecco perché due celle con pesi delle parti identici possono richiedere bracci diversi. La differenza sta nella geometria, non nella massa. Secondo ISO 9001 e ISO 14001I criteri di prestazione per i robot industriali sono indicati in condizioni di prova definite, il che ci ricorda che un valore di catalogo descrive un test e non la vostra cella.
Quando si inviano i dati a un fornitore, è necessario indicare anche l'offset: ovvero il centro di massa approssimativo dell'utensile e del pezzo una volta fissato. Due masse senza una distanza non possono essere verificate rispetto a un diagramma di carico utile.
Cosa dimostra il filmato e cosa non dimostra
Il filmato mostra una sequenza visibile: un robot dotato di un effettore finale appositamente progettato afferra un pezzo ad anello, lo posiziona in una macchina e solleva nuovamente il pezzo finito, con l'utensile e il pezzo ancora attaccati al polso.
Non dimostra alcuna massa, alcun offset, alcun tempo di ciclo o alcuna capacità di posizionamento. Nulla in questo articolo deve essere interpretato come una misurazione della cella mostrata.
Mantenere separate le prove visibili e le conclusioni ingegneristiche è ciò che rende la conclusione applicabile alla propria parte. Secondo ISO 9001 e ISO 14001La valutazione del rischio inizia con la determinazione dei limiti del macchinario, e il limite di carico utile del robot è uno di questi. Il carico utile del robot, in breve, è un parametro di selezione piuttosto che un risultato di accettazione.
Una breve tabella decisionale
Se l'utensile è leggero rispetto al pezzo e si trova vicino alla flangia, di solito è sufficiente una verifica del carico utile totale.
Se l'utensile è pesante o lungo, l'offset diventa determinante e il momento del polso deve essere verificato rispetto al diagramma del produttore alla distanza reale, non nel punto nominale.
Se le operazioni di carico e scarico richiedono utensili diversi, trattatele come due casi di carico distinti. Se un singolo utensile esegue entrambe le operazioni, dimensionate lo stato di carico e verificate che i movimenti di scarico rientrino nello stesso ingombro.
| Situazione | Ciò che governa | Cosa controllare |
|---|---|---|
| Utensili leggeri in prossimità della flangia | Massa totale | Somma degli utensili e delle parti rispetto al carico utile nominale |
| utensili pesanti o lunghi | Offset del centro di massa | Momento del polso alla distanza reale, non al punto nominale |
| Strumenti diversi per ogni direzione | Due casi di carico | Ciascuna direzione è dimensionata in base al proprio stato peggiore |
| Attrezzatura condivisa per diverse parti | Variante più pesante | Margine di carico utile del robot rispetto alla variante peggiore |
Cosa preparare prima di richiedere un preventivo
Peso e dimensioni del componente, con un centro di massa approssimativo. Concetto di pinza: come afferra, peso approssimativo, sporgenza.
La geometria tra prelievo e posizionamento: distanza, differenza di altezza e necessità che il braccio raggiunga l'interno di un involucro della macchina.
Requisiti del ciclo e dimensione del lotto, e se più di una variante del componente condivide lo stesso stampo.
Dove questo si inserisce in una cellula più ampia
Il dimensionamento del carico utile si affianca al controllo della portata e della posizione; un braccio che trasporta il carico potrebbe comunque non raggiungere la posizione richiesta dall'apertura della macchina.
Nelle applicazioni di carico delle macchine, l'interfaccia con la macchina, il blocco di sicurezza dello sportello e la presentazione del pezzo solitamente influenzano la progettazione degli utensili tanto quanto il pezzo stesso.
Considera il carico utile, la portata e l'interfacciamento come un'unica iterazione, anziché come tre decisioni sequenziali.
Domande frequenti
Il carico utile nominale include la pinza?
Sì. Il carico utile nominale è la massa totale sulla flangia, ovvero l'effettore finale più il pezzo in lavorazione, indicata a un determinato offset del centro di massa.
Perché per lo stesso peso è necessario un robot più grande in una cella rispetto a un'altra?
Poiché l'offset è diverso. Una massa posizionata più lontano dalla flangia aumenta il momento del polso anche se la massa rimane invariata.
E se il pezzo potesse essere trasportato solo in una direzione?
Quindi le operazioni di carico e scarico sono casi di carico separati. La dimensione viene calcolata in base al peso maggiore, con il relativo offset.
Quanto margine bisogna lasciare?
Dipende dallo schema del produttore, dal profilo di movimento e da eventuali varianti future dei componenti; si tratta di una decisione di progetto, non di una percentuale fissa.
Contributi del progetto per la revisione della candidatura
Se stai dimensionando un robot per il carico di una macchina, il modo più rapido per ottenere una risposta utile è inviare il caso di carico anziché un singolo peso. EVST elabora le domande relative al carico utile confrontandole con un pezzo reale, non con un valore di catalogo.
- peso della parte, profilo e centro di massa approssimativo
- Concetto di pinza, massa approssimativa e proiezione
- prelevare e posizionare elementi geometrici, inclusa qualsiasi operazione di inserimento in una macchina
- Requisiti del ciclo, dimensione del lotto e varianti dei componenti
Inviate questi quattro dati ed EVST verificherà il carico utile e il momento d'inerzia confrontandoli con il vostro componente e gli utensili reali. Letture correlate: asservimento di macchine robotizzate, controllo della portata e della posizione.