Čo sú šesťosové roboty?
Pre mnohé výrobné procesy fungujú karteziánske roboty dobre. Sú však chvíle, keď robot s väčšími pohybovými schopnosťami funguje lepšie. Získajte informácie o šesťosových robotoch, o tom, ako sa pohybujú, a o populárnych aplikáciách.
Karteziánske roboty sa pohybujú po osi x, y a z. Má tri stupne voľnosti pohybu. Nevýhodou karteziánskych alebo lineárnych robotov je, že sa nemôžu nakláňať ani otáčať, ale môžu sa pohybovať iba pozdĺž troch lineárnych osí. Keď existuje viac stupňov voľnosti (bežne označovaných aj ako os pohybu), roboty môžu vykonávať všestrannejšie a presnejšie pohyby. Humanoidné roboty ako Honda ASIMO majú viac ako 30 stupňov voľnosti / osi.
Mať taký veľký počet osí nie je potrebné pre väčšinu priemyselných operácií. Veľkú časť je možné vykonať iba s tromi osami karteziánskych robotov. SCARA poskytuje okrem trojosových karteziánskych robotov aj funkciu otáčania, celkovo štyri stupne voľnosti. Šesťosové roboty majú šesť stupňov voľnosti.
Šesťosové rameno robota
Týchto šesť stupňov voľnosti uľahčujú servomotory prítomné v každej sekcii. Ovládanie pohybu je podporované PLC alebo integrovanými obvodmi robotov v spojení s kompatibilným softvérom. Na rozdiel od karteziánskych robotov, ktoré pracujú iba na základe lineárneho pohybu, musia byť šesťosové roboty navrhnuté s rôznymi typmi rotačného pohybu v trojrozmernom priestore. Vďaka tomu je programovanie pohybu týchto robotov zložité.
Čo robí každá os?
Pri navrhovaní a manipulácii so šesťosovými robotmi je dôležité poznať úlohy každej osi (ako aj voliteľnú sedmičku). Každá os je rôznymi výrobcami označovaná iným názvom. Aj keď sa na osi môže odkazovať inak, pohyby, ktoré vykonávajú, sú konzistentné. Pozrime sa teraz na každú z nich.
1. os: Táto os je základňou robota, ktorú je možné otáčať. To umožňuje ramenu robota prudký pohyb zľava doprava alebo sprava doľava až do plných 180° od centrálneho miesta. Táto os sa pre systém FANUC R-2000iB označuje ako J1.
2. os: Táto os umožňuje otáčaniu spodných ramien robota natiahnuť zvyšok ramena nad ním dopredu alebo dozadu. Táto os sa označuje ako J2 pre systém FANUC R-2000iB.
3. os: 3. os spomaľuje vertikálny dosah šesťosového robota. Horná časť ramena je zdvihnutá alebo spustená so servomotorom umiestneným na tejto osi. V závislosti od modelu sa horná časť ramena môže pohybovať iba v oblasti pred ňou alebo sa môže dostať až za telo robota. Táto os sa označuje ako J3 pre systém FANUC R-2000iB.
4. os: Táto os pracuje v synchronizácii s piatou osou na manipuláciu s polohou koncového efektora. Táto os spúšťa kruhový pohyb hornej časti ramena a pohyb sa bežne označuje ako kotúč zápästia. Táto os sa označuje ako J4 pre systém FANUC R-2000iB.
5. os: 5. os vykonáva funkciu nakláňania robota. Pohyb stúpania a vychýlenia vykonávajú servomotory pripojené k tejto osi. Pohyb stúpania sa pohybuje hore a dole upevnený na pánte, ako napríklad otváranie a zatváranie veka prenosného počítača. Yaw motion sa pohybuje doľava a doprava upevnené na závese, ako otváranie a zatváranie dverí. Pohyb stúpania a vychýlenia je most medzi vertikálnymi a horizontálnymi pohybmi. Táto os sa označuje ako J5 pre systém FANUC R-2000iB.
6. os: Krútiaci pohyb sa vykonáva touto akciou. Táto os je najbližšie k koncovému efektoru a je zodpovedná za jeho priamu manipuláciu. To je schopné otáčať sa o viac ako 360° v smere hodinových ručičiek aj proti smeru hodinových ručičiek. Táto os sa označuje ako J5 pre systém FANUC R-2000iB.
Voliteľná 7. os: Táto os lineárne posúva šesťosového robota tam, kde je nainštalovaný. Je to voliteľná os, ktorá poskytuje viac funkcií už aj tak všestrannému robotovi.
Používanie prívesku Teach
Ako už bolo spomenuté, je dosť ťažké tvrdo kódovať pohyb, ktorý sa má vykonať. Elegantným riešením je použitie prívesku na výučbu na "trénovanie" robota.
Prívesok Teach je diaľkové ovládanie, ktoré dokáže ovládať rôzne osi šesťosového robota. Ľudský operátor môže použiť prívesok na pohyb a manipuláciu s koncom ramenného náradia (EOAT) pre požadovanú operáciu. Robot je schopný replikovať operácie, ktoré obsluha vykonáva pomocou prívesku na výučbu. Ak je potrebné robota zmeniť účel, predchádzajúcu operáciu je možné vymazať a naučiť sa nové operácie.
Charakteristiky a aplikácie
So šiestimi stupňami voľnosti pohybu, ktoré majú šesťosové roboty, môžu vykonávať širokú škálu zložitých pohybov, ktoré karteziánske roboty nedokážu dosiahnuť iba lineárnym pohybom. Šesťosové roboty môžu úzko kopírovať pohyb a funkciu ľudskej ruky, vďaka čomu je veľmi všestranná. S touto schopnosťou sa môže dostať pod a cez objekty a pracovať na povrchoch, ktoré lineárne roboty nedokážu.
Hlavnými nedostatkami šesťosových robotov v porovnaní s lineárnymi/portálovými robotmi sú presnosť, dosah a kapacita užitočného zaťaženia. Zatiaľ čo lineárne roboty môžu mať tolerancie v rozsahu mikrometrov (μm), šesťosové roboty môžu mať tolerancie iba v rozsahu milimetrov (mm).
Sortiment portálových robotov je možné rozšíriť o ďalšie lešenia, ale rozsah sa nedá ľahko rozšíriť pre šesťosové roboty. Dá sa to urobiť v krátkom rozsahu s pridaním ďalšej osi pohybu pre robota. Ide o nákladnú úpravu robotov, ktoré sú už teraz drahšie ako väčšina lineárnych robotov. Šesťosové roboty majú vo všeobecnosti nosnosť užitočného zaťaženia 50 kg. Portálové roboty môžu mať oveľa väčšiu kapacitu s hmotnosťou viac ako 100 kg.
Všestrannosť a rozsah zložitých operácií, ktoré môžu vykonávať šesťosové roboty, mu pomáhajú zabezpečiť si miesto na mnohých moderných montážnych linkách. Niektoré z jeho aplikácií sú:
Automatizácia vychystávania dielov a manipulácie s dielmi
Vloženie automatizácie načítania
Automatizácia stohovania a triedenia
Automatizácia balenia a paletizácie
Automatizácia montážnych buniek
Automatizácia pomocných operácií
Automatizácia zdobenia vo forme (IMD) / Označovania vo formách (IML)
Automatizácia pretláčania (stlačením stlačte prenos)