Kilde: Pinterest
Utførelsen av industrielle oppgaver har gått gjennom overganger av forbedringer over tid. Rent manuelt arbeid ble forbedret med råverktøy som ble videreutviklet til maskiner. Likevel gir mer innovasjon stadig nye alternativer som roboter.
Unimate var første robot noensinne skal brukes med hell i produksjonen. Den ble oppfunnet av George Devol på slutten av 50-tallet og ble først installert på General Motors-anlegget. Den ble brukt til støping og kunne bevege seg innenfor en radius på 12 fot. Etter å ha sett fordelene ved å bruke den, søkte flere selskaper snart å kjøpe den.
Siden den gang har eksperter fortsatt å lage forskjellige roboter og utforske nye måter de kan brukes på i produksjon. I dag er det mange sofistikerte leverandører som EVS har muligheten til å tilby innovative og avanserte industrielle robotarmer til salgs.
Nedenfor er en titt på de forskjellige typene roboter og deres funksjoner.
Innholdsfortegnelse
SCARA roboter
SCARA-roboter, basert på robotenes bevegelsesakser, er mer moderne sammenlignet med plukke og plassere industriroboter. Begge kan ha samme funksjon, men SCARA-roboter kan lett ut av hverandre.
En SCARA-robot består av en base som er koblet til robotarmen i en parallellakse-layout. De roterende leddene gir samsvar i XY-planet. Med andre ord kan armen til en SCARA-robot bevege seg fra venstre til høyre så vel som frem og tilbake. Den er imidlertid stiv i Z-aksen slik at den bare kan rotere på en theta-akse.
Designet gir 4 frihetsgrader. Videre kan armen brettes tilbake eller strekkes ut. Det er en funksjon som kommer godt med avhengig av hvilken lengde som er nødvendig for oppgaven den skal brukes til.
Når det gjelder programvare, SCARA-roboter er designet for å automatisere oppgaver, men under kontrollørens instruksjon. Kontrollergrensesnittet er enkelt å bruke, og de har en tendens til å reagere på kommandoer.
Gitt at de kommer som en ferdig løsning er det lite om noen ekstra programmering som kreves.
Pros
- SCARA-roboter er veldig raske gitt fleksibiliteten gitt av de roterende leddene som holder armen på plass
- Selv om de ikke tar opp stor plass for å utføre oppgavene sine, dekker armen et stort område mens den fungerer. De kan plukke og plassere over en betydelig radius
- De er svært nøyaktige
- Kan håndtere høy nyttelast
Ulemper
- De kan bare fungere når de plasseres på eller festes til en plan overflate, og gir dermed begrenset plasseringsfleksibilitet
- Krever en dedikert kontroller
industriell bruk
Plukk-og-slipp-egenskapene til en SCARA-robot gjør den egnet for:
- Palletering
- Lastemaskiner
- Monteringsfunksjoner
- Lasergravering ved hjelp av egnet slutteffektor
- Lodding
Delta-roboter
Kilde: Pinterest
Delta-roboter ble oppfunnet av Reymond Clavel og et team av lærde ved en høyskole i Frankrike. De er også kjent som parallelle roboter.
Designet til en Delta-robot består av en basemontert overhead som har 3 motorer som driver armene knyttet til basen. De parallelle armene har både prismatiske og roterende ledd som ikke er vanlig blant andre roboter. Som et resultat kan den bevege seg på X- og Y-aksene, selv om de fleste brukere tilpasser robotene sine for å legge til ekstra akser. En rotasjons- eller pitchakse kan begge oppnås ved modifikasjon for å oppfylle visse oppgaver.
Siden Delta-roboter ofte brukes til automatisering av plukking og plassering på transportbåndsystemer, bestemmer programmering effektiviteten deres. De er også utstyrt med kameraer som sammen med spesiell programvare utgjør synssystemet deres. Formålet med visjonssystemet er å skille gode og dårlige produkter under plukking og sortering.
Egnede effektorer er vanligvis festet til armene, men de krever spesielle designskjemaer. Eventuell ekstra vekt på armene reduserer den høyhastighets robotarmytelsen de er foretrukket for. Sugekopper er spesielt populære hos dem.
Pros
- De er de raskeste og overgår til og med SCARA på målstolpe-testen
- Kan jobbe over et stort arbeidsområde
- Avansert programvare gjør dem svært nøyaktige og effektive
Ulemper
- Kan bare håndtere svært lette nyttelaster
- Høyhastighets repeterende bevegelser resulterer i slitasje på deler
- De er dyre
industriell bruk
- Flysimulatorer – dette innebærer en forbedret versjon som bruker 6 ekstra lineære aktuatorer og en bevegelig base
- Legemiddelindustrien
- Matemballasje
- Monteringsoppgaver med lav kraft
Polar roboter
Kilde: Pinterest
Strukturen til en polarrobot omfatter en base som en arm er festet til. Armen festes ved hjelp av et vridende ledd. De er også kjent som sfæriske roboter på grunn av formen på arbeidsområdet knyttet til dem. De har mye til felles med Unimate som også var sfærisk.
En polarrobots arm kan være forlenget selv om den bare er begrenset til radiusen rundt maskinen. Den har tre akser som danner det som omtales som det polare koordinatsystemet. Det betyr at punktene innenfor rekkevidde av robotarmen bestemmes av avstanden den kan strekke seg fra robotbasen i en bestemt vinkel.
Pros
- Armen kan nå under eller over hindringer
- De har et dekningsområde på 360 grader
- De jobber over et stort arbeidsområde
Ulemper
- De krever mye tilsyn og kontroll
- Dårlig nøyaktighet
- Med tanke på bevegelsen deres, ville de ikke være ideelle for repeterende oppgaver
industriell bruk
- Støping
- Sveising
- Innsprøyting
- Håndtering av glassprodukter
Sylindriske roboter
Kilde: Pinterest
Det er to hoveddeler på en sylindrisk robot, en roterende og lineær aktuator festet til den sylindriske basen. De er ansvarlige for de vertikale og horisontale bevegelsene som robotarmen kan gjøre. En svingbar aksel letter arbeidet med roboten i et sylindrisk arbeidsområde.
Videre er armen i stand til å forlenges og foldes tilbake til posisjon. Den strømlinjeformede designen gjør det mulig for den å jobbe på begrenset plass som mer klumpete armer kanskje ikke får plass i. På den annen side er rotasjon bare mulig langs den vertikale aksen.
Sylindriske roboter kommer allerede montert, så det er ingen installasjonshikke å forvente med mindre i tilfeller der tilpasning anses nødvendig.
Pros
- Kan håndtere tung nyttelast
- Har 360 graders rekkevidde rundt seg selv
- De tar ikke mye plass i forhold til radiusen på arbeidsområdet
Ulemper
- Begrenset roterende bevegelse
- Lav nøyaktighet
- De er ikke så allsidige som andre tilgjengelige alternativer.
industriell bruk
- Støperi- og smiarbeid
- Påføring av belegg
- Støping
- Laste- og lossemaskiner
- Laboratorie- og biomedapplikasjoner favoriserer dem på grunn av størrelsen og plasseringen av armen.
Kartesiske roboter
Kilde: Pinterest
De 3 aksene til en kartesisk robot er alle vinkelrett på hverandre. Bevegelser tilrettelegges av:
- 3 prismatiske ledd som arbeider i glidende bevegelse langs XYZ-aksene.
- Lineære aktuatorer
- Motorer for å levere strøm
- Et håndleddsfeste der rotasjon er nødvendig
De kommer vanligvis i deler og krever montering av en fabrikks maskineksperter. Selv om monteringen deres kan være kompleks, gir det en mulighet for tilpasninger. Faktisk er det en av grunnene til at det er populært. Presisjon, hastighet og lengde på slag kan justeres avhengig av bransje eller bruksområde.
Kartesiske roboter blir også referert til som Gantry eller rettlinjede roboter. De tar opp en avlukkeform når det gjelder arbeidsområdet. En bemerkelsesverdig egenskap er imidlertid at de kan monteres på forskjellige måter når det er nødvendig. De tilpasser seg overliggende montering samt vertikale og horisontale posisjoner.
Pros
- De kan ta på seg en stor nyttelast
- Driftsmessig er de ganske allsidige
- Rimelige
- Kan programmeres i online-modus
- De har gode nivåer av nøyaktighet
Ulemper
- Bare én aksebevegelse kan skje om gangen
- De tar mye plass
- Installasjonsprosessen er generelt kompleks
industriell bruk
- Håndtering for plaststøpeprosesser
- Forseglingsoppgaver
- 3D utskrift
- Lasting og lossing
Leddede roboter/ 6-akse
De svingende leddene til leddroboter tillater dem en rekke bevegelser som ligner på den menneskelige armen. De er fleksible gjennom X-, Y- og Z-aksene, men kan også rulle, vende og gire.
Grunndesignet består av en base og en arm som er sammenføyd ved hjelp av et roterende ledd. Antall roterende ledd kan økes til så mye som 10 og kan enten være parallelle eller ortogonale.
Gitt 6-akse bevegelsesevnene, kan disse robotene utføre oppgaver som de fleste ikke kan. Armen er svært responsiv og forlenges til full lengde ganske raskt. Når det gjelder kontroll, krever de godt konfigurert programvare hvis de skal fungere på optimale nivåer. På grunn av deres store bevegelsesområde kan programmeringsprosessen være kompleks. Noen produsenter tilbyr imidlertid tilpassede forhåndsinnstilte kontrollpakker.
Pros
- De kan nå og manøvrere i områder som andre roboter ikke kan
- De dekker en stor arbeidsradius
- Høyhastighets robotarm
- Utfør godt i unike kontrolleroppgaver som maling
- Tung nyttelast kan tolereres
Ulemper
- Ocuco kinematiske operasjoner kan være komplisert
- De krever en dedikert kontroller
- Dyrt
industriell bruk
- Bilmontering
- Matemballasje
- Støperi- og smioppgaver
- Stålskjæring
- Glasshåndtering
- Metallstøping
cobots
Kilde: Pinterest
Cobots er også kjent som samarbeidsroboter da de er designet for å samarbeide med mennesker. Tradisjonelle roboter ga utfordringer som kollisjoner med arbeidere i fabrikkrom. For å forhindre slike ulykker ble det laget cobots som et sikrere alternativ.
Det er tre hovedtyper cobots:
Håndstyrende cobots
De er programmert av teknikere som bruker en håndbetjent enhet for å trene robotarmene på de ønskede bevegelsene.
Koboter for hastighet og automatisering
De er i utgangspunktet tradisjonelle industriroboter med synssystemer. De har en advarsel og en stoppsone. Når en arbeider kommer inn i varslingssonen, bremser de automatisk driften. Hvis de går nærmere inn i stoppsonen, slutter coboten å fungere helt. De gjenopptar driften når begge sonene er fri for hindringer.
Koboter som begrenser kraft og familiestyrke
De er i stand til å samarbeide med mennesker, men er ikke utstyrt med noen synssystemer, skannere eller sikkerhetsbarrierer. I stedet er de designet uten synlige motorer eller skarpe hjørner. I tillegg har de kollisjonsmotorer som stopper dem når det er hindringer rundt dem.
Sikkerhetsovervåkede stopp-koboter
Sammenlignet med andre roboter er de minst "menneskevennlige". Imidlertid har de sikkerhetssensorer som stopper og aktiverer driften igjen når de oppdager en menneskelig hindring.
Faktorer som skiller roboter
Industriroboter har en tendens til å ha fellestrekk som robotarmer. Imidlertid er de fundamentalt forskjellige når det gjelder designaspekter som:
Axis
Kilde: Pinterest
Som i en matematisk graf refererer aksene til en robot til retningene en robotarm kan bevege seg i. Det er X-, Y- og Z-akser. De representerer henholdsvis frem/tilbake, venstre/høyre og opp/ned.
Grad av frihet
Kilde: Pinterest
En robots frihetsgrad er en beskrivelse av omfanget av bevegelser den har i et 3D-rom. I tillegg til de tre aksene inkluderer frihet aspekter som rotasjon, yaw og pitch.
Antall akser en robot har bestemmer graden av frihet.
Arbeidsområde
Kilde: robots.com
Tenk for eksempel på at en robot brukes til å plukke appelsiner fra en vogn til en annen. Avstanden den dekker mellom de to vognene kalles arbeidsområdet. Noen roboter, basert på deres struktur, kan dekke større avstander mer enn andre. Dessuten gir faktorer som frihet og armlengde en robot større arbeidsrekkevidde.
Slutteffektor
Kilde: roboticsandautomationnews.com
Når det gjelder design, er robotarmen virkelig en imitasjon av den menneskelige armen. De kan variere i behendighet og kapasitet, men det underliggende konseptet er det samme.
Når det er sagt, er en endeeffektor i utgangspunktet "hånden" festet til enden av en fabrikkrobotarm. Det er mange typer slutteffektorer, de varierer basert på oppgaver. Noen eksempler inkluderer gripere, sveiseverktøy og sugekopper.
Leddene
Kilde: Pinterest
Bruken av ledd sikrer at robotarmen forblir festet til strukturen samtidig som den letter bevegelsene. Den typen ledd en robot har, spiller en stor rolle i dens fleksibilitet og bevegelsesområde. De inkluderer:
Parallelle ledd – som navnet antyder, er de plassert ved siden av hverandre og foretrekkes vanligvis for lineære bevegelser.
Prismatiske ledd - de er også kjent som glidere fordi de gir lineær glidebevegelse mellom to deler av en robot.
Roterende ledd - de er ideelle når fleksibilitet som flerdimensjonal rotasjon er tiltenkt.
Roterende ledd - enhver grad av rotasjon vil kreve en eller flere av disse leddene. Selv om de er mer begrenset i rekkevidde sammenlignet med det revolusjonerende leddet.
Motorer
Kilde: Pinterest
For at robotarmene skal bevege seg og utføre kommandoer, krever de en strømkilde. Motorer konverterer elektrisk energi til å drive robotarmer.
Programmering
Kilde: visualcomponents.com
Det innebærer bruk av programvare for å kontrollere hvordan en robot fungerer. Ytelsesparametere som hastighet, repeterbarhet og slaglengden på armbevegelser kan styres ved å programmere.
Hver robot har sin egen type og programmeringsnivå, og noen er mer avanserte enn andre. Videre, i noen tilfeller er roboter forhåndsprogrammert mens andre kan tilpasses. Det finnes også fysiske kontrollergrensesnitt som brukes til å gi instruksjoner til robotene.
Roboters innvirkning på produksjon
Kilde: Pinterest
Utvilsomt ville ikke produksjonsindustrien over hele verden vært hva den er i fravær av roboter. De har hatt stor effekt på:
Produksjonsskalaer
Kilde: Pixabay
Roboter har gjort det mulig for fabrikker å skalere opp produksjonen og fortsatt administrere kortere omløpstider. Driftshastigheter som Delta-roboten gjør det mulig for flere produktenheter å bli behandlet.
Kostnad for produksjon
Kilde: Pixabay
Gitt at roboter tar på seg en stor arbeidsmengde, reduserer de antallet ansatte som må ansettes. Videre gjør deres automatiserte mekaniske natur dem mer strømlinjeformede i drift enn manuelle metoder. Det er nok å si at de reduserer svinnet.
Personalets sikkerhet
Kilde: Pixabay
Siden Unimates tidlige dager har roboter blitt brukt til å ta på seg vanskelige og farlige oppgaver. Pressstøping, sveising og løfting av tung last i risikofylte rom er bare noen få eksempler på høyrisikoproduksjonsprosesser. Bruken av roboter som f.eks robotsveising av aluminium beskytter arbeidere mot medfølgende farer.
Men på baksiden utgjør roboter også farer for arbeidere rundt dem. For eksempel, når hastigheten er satt for høyt, kan slutteffektorene eller armene fungere feil og tilfeldig slippe belastningen.
Human Resources
Kilde: Pixabay
En av hovedstridene mot roboter og automatisering generelt er frykten for at de ville gjøre det erstatte menneskelig arbeidskraft. Noen mennesker har faktisk mistet jobben etter å ha blitt overflødig av slik teknologi. Men selv med kunstig intelligens er det usannsynlig at roboter noensinne vil bli så intuitive eller kreative som menneskeheten.
Når roboter tar på seg de forutsigbare repeterende oppgavene, kan arbeidere kanskje tilpasse seg forstyrrelsen ved å ta på seg andre komplekse oppgaver. Kreativitet og design vil for eksempel alltid kreve nyansene til menneskelige følelser og tanker.
Konklusjon
Det er absolutt ingen vei tilbake til den manuelle produksjonsmåten, automatisering er kommet for å bli. Ettersom flere innovasjoner endrer og forbedrer de eksisterende robottypene, må produsentene følge med. Bedre maskineri fører tross alt til mer effektive produksjonslinjer og produkter av høyere kvalitet.
Hvis du ønsker å automatisere virksomheten din, har du nå alle fakta om alle typer roboter og deres funksjoner. Sørg for å jobbe med anerkjente industri eksperter for å utforske hvilke produktalternativer som er tilgjengelige på markedet. På oppsiden, uansett hva du velger, vil du ta et velinformert valg.