Wat zijn de verschillende soorten industriële robots

Bron: Pinterest
De uitvoering van industriële taken heeft in de loop van de tijd transities van verbetering ondergaan. Zuiver handarbeid werd verbeterd door ruwe gereedschappen die verder tot machines werden ontwikkeld. Toch levert steeds meer innovatie nieuwe alternatieven op, zoals robots.

Unimaat was de allereerste robot succesvol gebruikt kunnen worden in de productie. Het werd eind jaren vijftig uitgevonden door George Devol en werd voor het eerst geïnstalleerd in de General Motors-fabriek. Het werd gebruikt voor spuitgieten en kon binnen een straal van 50 voet bewegen. Toen ze getuige waren van de voordelen van het gebruik ervan, probeerden al snel meer bedrijven het te verwerven.

Sindsdien zijn experts doorgegaan met het maken van verschillende robots en het onderzoeken van nieuwe manieren waarop ze in de productie kunnen worden toegepast. Tegenwoordig zijn er veel geavanceerde leveranciers, zoals EVS, die innovatief en geavanceerd kunnen aanbieden industriële robotarmen te koop.
Hieronder ziet u de verschillende soorten robots en hun kenmerken.

Inhoudsopgave

SCARA-robots

SCARA-robots, gebaseerd op de bewegingsassen van de robots, zijn moderner vergeleken met pick-and-place industriële robots. Beide kunnen dezelfde functie vervullen, maar SCARA-robots overtreffen de ander gemakkelijk op overtuigende wijze.

Een SCARA-robot bestaat uit een basis die in een parallelle asopstelling met de robotarm is verbonden. De roterende gewrichten zorgen voor flexibiliteit in het XY-vlak. Met andere woorden: de arm van een SCARA-robot kan zowel van links naar rechts als heen en weer bewegen. Het is echter stijf in de Z-as, zodat het alleen op een theta-as kan draaien.
Het ontwerp biedt 4 vrijheidsgraden. Verder kan de arm naar achteren of uitgestrekt worden gevouwen. Het is een functie die handig is, afhankelijk van de lengte die nodig is voor de taak waarvoor deze wordt gebruikt.

Wat software betreft, SCARA-robots zijn ontworpen om taken te automatiseren, maar onder instructie van de controller. De controllerinterface is eenvoudig te gebruiken en reageert meestal op opdrachten.
Omdat ze als kant-en-klare oplossing worden geleverd, is er weinig of geen extra programmering nodig.

VOORDELEN

• SCARA-robots zijn erg snel dankzij de flexibiliteit die wordt geboden door de roterende gewrichten die de arm op zijn plaats houden

• Hoewel ze geen grote ruimte in beslag nemen om hun taken uit te voeren, bestrijkt de arm een ​​groot gebied terwijl hij werkt. Ze kunnen over een aanzienlijke straal picken en plaatsen

• Ze zijn zeer nauwkeurig

• Kan een hoog laadvermogen aan

NADELEN

• Ze kunnen alleen functioneren wanneer ze op een vlak oppervlak worden geplaatst of eraan worden bevestigd, waardoor ze een beperkte plaatsingsflexibiliteit bieden

• Vereist een speciale controller

Industriële toepassingen

De pick-and-drop-mogelijkheden van een SCARA-robot maken hem geschikt voor:

• Palletiseren

• Machines laden

• Assemblage functies

• Lasergraveren met behulp van een geschikte eindeffector

• soldering

Delta-robots

Bron: Pinterest
Deltarobots zijn uitgevonden door Reymond Clavel en een team van wetenschappers aan een universiteit in Frankrijk. Ze worden ook wel parallelle robots genoemd.

Het ontwerp van een Delta-robot bestaat uit een boven het hoofd gemonteerde basis met 3 motoren die de armen aandrijven die aan de basis zijn gekoppeld. De parallelle armen hebben zowel prismatische als roterende gewrichten, wat niet gebruikelijk is bij andere robots. Als gevolg hiervan kan het zich verplaatsen over de X- en Y-assen, hoewel de meeste gebruikers hun robots aanpassen om extra assen toe te voegen. Een rotatie- of pitch-as kan beide worden bereikt door aanpassing om bepaalde taken te vervullen.

Aangezien Delta-robots vaak worden gebruikt voor pick-and-place-automatisering op transportsystemen, bepaalt de programmering hun effectiviteit. Ze zijn ook uitgerust met camera's die samen met speciale software hun vision-systeem vormen. Het doel van het vision-systeem is om goede en slechte producten te onderscheiden tijdens het picken en sorteren.

Geschikte eind-effectoren worden meestal aan de armen bevestigd, maar ze vereisen speciale ontwerpschema's. Elk extra gewicht op de armen vermindert de hogesnelheidsrobotarmprestaties waarvoor ze de voorkeur hebben. Zuignappen zijn met name populair bij hen.

VOORDELEN

• Ze zijn de snelste en overtreffen zelfs SCARA op de doelpaaltest

• Kan over een grote werkruimte werken

• Geavanceerde software maakt ze zeer nauwkeurig en efficiënt

NADELEN

• Kan alleen zeer lichte ladingen aan

• Repetitieve bewegingen met hoge snelheid resulteren in slijtage van onderdelen

• Ze zijn duur

Industriële toepassingen

• Vluchtsimulators – dit betreft een verbeterde versie die gebruik maakt van 6 extra lineaire actuatoren en een beweegbare basis

• Farmaceutische industrie

• Sorteren van producteenheden
  

• De verpakking van levensmiddelen

• Montagewerkzaamheden met weinig kracht

Polaire robots

Bron: Pinterest
De structuur van een poolrobot bestaat uit een basis waarop een arm is bevestigd. De arm wordt bevestigd met behulp van een draaiverbinding. Ze worden ook wel bolvormige robots genoemd vanwege de vorm van de bijbehorende werkruimte. Ze hebben veel gemeen met Unimate, dat ook bolvormig was.

De arm van een poolrobot kan worden verlengd, hoewel deze alleen beperkt is tot de straal rond de machine. Het heeft drie assen die het zogenaamde polaire coördinatensysteem vormen. Het betekent dat de punten binnen het bereik van de robotarm worden bepaald door de afstand die deze onder een bepaalde hoek kan uitstrekken vanaf de robotbasis.

VOORDELEN

• De arm kan onder of boven obstakels reiken

• Ze hebben een dekkingsbereik van 360 graden

• Ze werken boven een grote werkruimte

NADELEN

• Ze vragen veel toezicht en controle

• Slechte nauwkeurigheid

• Gezien hun bewegingsvrijheid zouden ze niet ideaal zijn voor repetitieve taken

Industriële toepassingen

• Die-casting

• Lassen

• spuitgieten

• Het hanteren van glasproducten

Cilindrische robots

Bron: Pinterest
Er zijn twee hoofdonderdelen op een cilindrische robot: een roterende en lineaire actuator die aan de cilindrische basis is bevestigd. Zij zijn verantwoordelijk voor de verticale en horizontale bewegingen die de robotarm kan maken. Een draaibare as vergemakkelijkt de werking van de robot in een cilindrisch werkgebied.

Verder is de arm in staat zich te verlengen en terug te vouwen naar zijn positie. Het gestroomlijnde ontwerp maakt het mogelijk om in een beperkte ruimte te werken waar grotere armen misschien niet in passen. Aan de andere kant is rotatie alleen mogelijk langs de verticale as.

Cilindrische robots worden al gemonteerd geleverd, dus er zijn geen installatieproblemen te verwachten, tenzij maatwerk noodzakelijk wordt geacht.

VOORDELEN

• Kan zware ladingen aan

• Hebben een bereik van 360 graden om zich heen

• Ze nemen niet veel ruimte in beslag in vergelijking met de straal van hun werkruimte

NADELEN

• Beperkte draaibeweging

• Lage nauwkeurigheid

• Ze zijn niet zo veelzijdig als andere beschikbare opties.

Industriële toepassingen

• Gieterij- en smeedwerkzaamheden

• Aanbrengen van coating

• Die-casting

• Laad- en losmachines

• Laboratorium- en biomedische toepassingen geven de voorkeur aan deze vanwege de grootte en de positionering van de arm.

Cartesiaanse robots

Bron: Pinterest
De 3 assen van een cartesiaanse robot staan ​​allemaal loodrecht op elkaar. Bewegingen worden vergemakkelijkt door:

• 3 prismatische gewrichten die in glijdende beweging langs de XYZ-assen werken.

• Lineaire aandrijvingen

• Motoren om stroom te leveren

• Een polsbevestiging waar rotatie nodig is

Ze worden meestal in onderdelen geleverd en moeten door de machine-experts van een fabriek worden gemonteerd. Hoewel de montage ervan complex kan zijn, biedt het de mogelijkheid om aanpassingen aan te brengen. Het is zelfs een van de redenen die het populair maken. Precisie, snelheid en slaglengte kunnen worden aangepast, afhankelijk van de branche of toepassing.

Cartesiaanse robots worden ook wel Gantry- of rechtlijnige robots genoemd. Qua werkruimte nemen ze de vorm van een cel aan. Een opvallend kenmerk is echter dat ze indien nodig op verschillende manieren kunnen worden gemonteerd. Ze zijn geschikt voor montage boven het hoofd en voor verticale en horizontale posities.

VOORDELEN

• Ze kunnen een grote lading aan

• Operationeel zijn ze behoorlijk veelzijdig

• Betaalbaar

• Kan worden geprogrammeerd via de onlinemodus

• Ze hebben een goede nauwkeurigheid

NADELEN

• Er kan slechts één asbeweging tegelijk plaatsvinden

• Ze nemen veel ruimte in beslag

• Het installatieproces is over het algemeen complex

Industriële toepassingen

• Handling voor kunststofvormprocessen

• Afdichtingswerkzaamheden

• 3D afdrukken

• Laden en lossen

• Palletiseren van taken
  

Gelede robots/6-assig

De draaibare gewrichten van gelede robots zorgen ervoor dat ze een bewegingsbereik hebben dat vergelijkbaar is met dat van de menselijke arm. Ze zijn flexibel via de X-, Y- en Z-assen, maar kunnen ook rollen, stampen en gieren.
Het basisontwerp bestaat uit een basis en een arm die met een draaischarnier met elkaar verbonden zijn. Het aantal roterende verbindingen kan worden vergroot tot maar liefst 10 en kan zowel parallel als orthogonaal zijn.

Gezien de 6-assige bewegingsmogelijkheden kunnen deze robots taken uitvoeren die de meeste niet kunnen. De arm reageert zeer snel en strekt zich vrij snel uit tot zijn volledige lengte. Qua besturing vereisen ze goed geconfigureerde software als ze optimaal moeten functioneren. Vanwege hun grote bewegingsbereik kan het programmeerproces complex zijn. Sommige fabrikanten bieden echter aangepaste vooraf ingestelde besturingspakketten aan.

VOORDELEN

• Ze kunnen gebieden bereiken en manoeuvreren die andere robots niet kunnen

• Ze bestrijken een grote werkradius

• Robotarm met hoge snelheid

• Presteer goed in unieke controllertaken zoals schilderen

• Zware ladingen kunnen worden getolereerd

NADELEN

• De kinematische operaties kan ingewikkeld zijn

• Ze vereisen een speciale controller

• Duur

Industriële toepassingen

• Booglassen
  

• Automobielassemblage

• De verpakking van levensmiddelen

• Gieterij- en smeedwerkzaamheden

• Staal snijden

• Behandeling van glas

• Metaalgieten

cobots

Bron: Pinterest
Cobots worden ook wel collaboratieve robots genoemd, omdat ze zijn ontworpen om met mensen samen te werken. Traditionele robots brachten uitdagingen met zich mee, zoals botsingen met werknemers in fabrieksruimtes. Om dergelijke ongelukken te voorkomen, zijn cobots als veiliger alternatief in het leven geroepen.
Er zijn drie hoofdtypen cobots:

Handgeleide cobots

Ze worden door technici geprogrammeerd met behulp van een handbediend apparaat om de robotarmen op de gewenste bewegingen te trainen.

Snelheid en automatisering cobots

Het zijn feitelijk traditionele industriële robots met visionsystemen. Ze hebben een waarschuwings- en een stopzone. Wanneer een werknemer de waarschuwingszone betreedt, wordt zijn werking automatisch vertraagd. Als ze dichter bij de stopzone komen, stopt de cobot volledig met functioneren. Ze hervatten de werking wanneer beide zones vrij zijn van obstakels.

Macht en familiekracht beperkende cobots

Ze kunnen samenwerken met mensen, maar zijn niet uitgerust met visiesystemen, scanners of veiligheidsbarrières. In plaats daarvan zijn ze ontworpen zonder zichtbare motoren of scherpe hoeken. Bovendien hebben ze botsmotoren die ze stoppen als er obstakels om hen heen zijn.

Veiligheidsmonitoring Stop cobots

Vergeleken met andere robots zijn ze het minst ‘mensvriendelijk’. Ze zijn echter wel voorzien van veiligheidssensoren die de werking stoppen en weer inschakelen wanneer ze een menselijk obstakel detecteren.

Factoren die robots onderscheiden

Industriële robots hebben vaak gemeenschappelijke kenmerken, zoals robotarmen. Ze zijn echter fundamenteel verschillend wat betreft ontwerpaspecten zoals:

As

Bron: Pinterest
Net als in een wiskundige grafiek verwijzen de assen van een robot naar de richtingen waarin een robotarm kan bewegen. Er zijn X-, Y- en Z-assen. Ze vertegenwoordigen respectievelijk heen/weer, links/rechts en omhoog/omlaag.

Graad van vrijheid

Bron: Pinterest
De vrijheidsgraad van een robot is een beschrijving van het bewegingsbereik dat hij heeft in een 3D-ruimte. Naast de drie assen omvat vrijheid aspecten als rotatie, gieren en stampen.
Het aantal assen dat een robot heeft, bepaalt de mate van vrijheid.

Werkruimte

Bron: robots.com
Bedenk bijvoorbeeld dat een robot wordt gebruikt om sinaasappels van de ene kar naar de andere te plukken. De afstand die het tussen de twee karren aflegt, wordt de werkruimte genoemd. Sommige robots kunnen, op basis van hun structuur, grotere afstanden overbruggen dan andere. Bovendien geven factoren als vrijheid en armlengte een robot een groter werkbereik.

Eindeffector

Bron: roboticsandautomationnews.com
Qua ontwerp is de robotarm echt een imitatie van de menselijke arm. Ze kunnen variëren in behendigheid en mogelijkheden, maar het onderliggende concept is hetzelfde.
Dat gezegd hebbende, een end-effector is in principe de 'hand' die aan het uiteinde van een fabrieksrobotarm is bevestigd. Er zijn veel soorten eindeffectoren, ze variëren afhankelijk van de taken. Enkele voorbeelden zijn grijpers, lasgereedschappen en zuignappen.

Gewrichten

Bron: Pinterest
Het gebruik van gewrichten zorgt ervoor dat de robotarm aan de constructie bevestigd blijft en tegelijkertijd zijn bewegingen vergemakkelijkt. Het type gewricht dat een robot heeft, speelt een grote rol in zijn flexibiliteit en bewegingsbereik. Ze bevatten:
Parallelle verbindingen – zoals de naam al aangeeft, liggen ze naast elkaar en worden ze meestal gebruikt voor lineaire bewegingen.
Prismatische gewrichten - deze worden ook wel glijders genoemd omdat ze zorgen voor een lineaire schuifbeweging tussen twee delen van een robot.
Revolve-gewrichten: deze zijn ideaal wanneer flexibiliteit, zoals multidimensionale rotatie, gewenst is.
Draaigewrichten - elke mate van rotatie zou een of meer van deze gewrichten vereisen. Hoewel ze beperkter zijn in bereik in vergelijking met het revolutionaire gewricht.

Motoren

Bron: Pinterest
Om de robotarmen te laten bewegen en opdrachten uit te voeren, hebben ze een stroombron nodig. Motoren zetten elektrische energie om om de robotarmen.

Programming

Bron: visualcomponents.com
Het gaat om het gebruik van software om te bepalen hoe een robot werkt. Prestatieparameters zoals snelheid, herhaalbaarheid en slaglengte van armbewegingen kunnen worden beheerd door programmering.
Elke robot heeft zijn eigen soort en niveau van programmeren, waarbij sommige geavanceerder zijn dan andere. Bovendien zijn robots in sommige gevallen voorgeprogrammeerd, terwijl andere aanpasbaar zijn. Er zijn ook fysieke controllerinterfaces die worden gebruikt om instructies aan de robots te geven.

Impact van robots op de productie

Bron: Pinterest
Zonder robots zou de maakindustrie over de hele wereld ongetwijfeld niet zijn wat ze nu is. Ze hebben een groot effect gehad op:

Schalen van productie

Bron: Pixabay
Robots hebben fabrieken in staat gesteld de productie op te schalen en toch kortere doorlooptijden te realiseren. Operationele snelheden zoals die van de Delta-robot maken het mogelijk om meer eenheden producten te verwerken.

Kosten van productie

Bron: Pixabay
Omdat robots een grote werklast op zich nemen, verminderen ze het aantal werknemers dat moet worden ingehuurd. Bovendien zorgt hun geautomatiseerde mechanische aard ervoor dat ze gestroomlijnder in gebruik zijn dan handmatige methoden. Het volstaat te zeggen dat ze verspilling verminderen.

Veiligheid van het personeel

Bron: Pixabay
Sinds de begindagen van Unimate worden robots gebruikt om moeilijke en gevaarlijke taken op zich te nemen. Spuitgieten, lassen en het heffen van zware lasten in risicovolle ruimtes zijn slechts enkele voorbeelden van risicovolle productieprocessen. Het gebruik van robots zoals robotachtig aluminium lassen beschermt werknemers tegen bijkomende gevaren.
Aan de andere kant vormen robots echter ook gevaren voor de werknemers om hen heen. Wanneer hun snelheid bijvoorbeeld te hoog is ingesteld, kunnen de eindeffectoren of armen defect raken en de last lukraak laten vallen.

Human Resources

Bron: Pixabay
Een van de belangrijkste argumenten tegen robots en automatisering in het algemeen is de angst dat dit wel het geval zou zijn menselijke arbeid vervangen. Sommige mensen zijn inderdaad hun baan kwijtgeraakt nadat ze door dergelijke technologie zijn ontslagen. Maar zelfs met kunstmatige intelligentie is het onwaarschijnlijk dat robots ooit volledig zo intuïtief of creatief zullen worden als de mensheid.

Terwijl robots de voorspelbare repetitieve taken op zich nemen, kunnen werknemers zich misschien aanpassen aan de verstoring door andere complexe taken op zich te nemen. Creativiteit en design zullen bijvoorbeeld altijd de nuances van menselijke emoties en gedachten vereisen.

Conclusie

Er is zeker geen weg terug naar de handmatige manier van produceren, automatisering is here to stay. Naarmate er meer innovaties veranderen en de bestaande typen robots verbeteren, zullen fabrikanten bij moeten blijven. Betere machines leiden immers tot efficiëntere productielijnen en producten van hogere kwaliteit.

Als u uw bedrijf wilt automatiseren, beschikt u nu over alle feiten over alle soorten robots en hun functies. Zorg ervoor dat u met gerenommeerde bedrijven werkt experts uit de industrie om te onderzoeken welke productopties er op de markt beschikbaar zijn. Het voordeel is dat u, wat u ook kiest, een goed geïnformeerde keuze maakt.