מה עושה רובוט שלוחה?

A רובוט שלוחההוא סוג של זרוע רובוטית המשתמשת בעיצוב שלוחה כדי לספק טווח אופקי מורחב תוך שמירה על פרופיל אנכי קומפקטי יחסית. זרועות הרובוט שלוחות מורכבות מעמוד אנכי התומך בזרוע אופקית הבולטת החוצה. תצורה זו מאפשרת לזרוע לגשת למעטפת עבודה גדולה תוך שהיא תופסת שטח רצפה מינימלי.

רובוטים שלוחים מתאימים באופן אידיאלי לטיפול בחומרים ויישומי איסוף ומקום הדורשים טווח הגעה ארוך. הם מצטיינים בטעינה ופריקה של מסועים, משטחי משטחים, מכונות CNC, אזורי שילוח ותהליכים אחרים הזקוקים לגישה אופקית על פני פריסה רחבה. כמה יישומים נוספים הנהנים מהיכולות של רובוט שלוחה כוללים:

טיפול במכונה

עם טווח ההגעה המורחבת שלהם, רובוטים שלוחים יכולים לגשת בקלות למספר מכונות בתא עבודה. הם יכולים לטעון ולפרוק חלקים, להחליף כלי עבודה, להוסיף חומרים מתכלים כמו מחברים או חוטי ריתוך, ולהסיר חלקים מוגמרים בגמישות מעולה. שימוש בזרוע בסגנון שלוחה מאפשר להציב את כל המכונות בתא על קיר אחד, ולמזער את טביעת הרגל הכוללת של התא.

בחר ומקום

זרועות רובוט שלוחות מתאימות היטב למשימות בחירה ומיקום חוזרות ונשנות. הטווח האופקי הארוך שלהם מאפשר להם לגשת למצבי איסוף המרוחקים זה מזה, כגון מסועים מטה או על פני שולחנות עבודה גדולים. לאחר מכן ניתן להעביר חלקים ולהציב אותם במדויק עבור פעולות במורד הזרם כמו בדיקה, אריזה או משטחים.

משטחים

טעינה ופריקה של משטחים דורשת לעתים קרובות הגעה אל הצד הרחוק של המשטח. רובוט שלוחה יכול להשתרע ברוחב או לאורך של משטח לכיסוי מלא, המאפשר מיקום ושליפה קלים של קופסאות, תיקים וסחורות אחרות. רובוטים שלוחים עוזרים לייעל את שטח הרצפה מכיוון שניתן למקם משטחים לאורך הזרועות מבלי לפגוע בטווח התנועה של הרובוט.

מחלק

יישומים כמו חלוקת חומר איטום לאורך השמשה הקדמית או החלת נקודות דבק על לוחות מעגלים זקוקים למיקום חרוז או נקודות עקבי על פני נתיב רחב. זרועות הרובוט שלוחות מצטיינות במשימות אלו מאחר והטווח הרחב שלהן מאפשר ריסוס או ניקוד על פני מרחק ליניארי ארוך ללא צורך בשינוי מיקום הרובוט או שימוש בצירים נוספים.

איך רובוטים שלוחים עובדים

רובוטים שלוחים מספקים הרחבה אופקית באמצעות זרוע דו-חלקית המחוברת בעמוד אנכי. הזרוע התחתונה הנייחת מתחברת ישירות לעמוד. זה מספק פלטפורמה מוצקה ונוקשה לבסיס הזרוע העליונה לנוע לאורכו. הזרוע העליונה נמשכת כלפי חוץ, כאשר פרק כף היד ואפקטור הקצה מחוברים לנקודת הסיום שלה. על ידי תיאום תנועות מדודות של העמוד, הזרוע התחתונה והזרוע העליונה, הרובוט ממקם את אפקטור הקצה במדויק בחלל תלת מימדי.

העמוד מכיל את מנועי הסרוו של הרובוט, גיר וכבלים פנימיים אשר מפעילים ושולטים בתנועת הזרוע. העיצוב הנקי והעצמאי הזה מפריד את החלק העובד של הרובוט ממרכיבי הכונן שלו. העמוד נצמד לרצפה תוך שהוא מאפשר לקורה האנכית ולזרועות להתמודד עם כל תנועות הבחירה והמקום. עמוד רצפה זה מונע בעיות יציבות פוטנציאליות בהן עלולים להיתקל גבלים על ידי הגבלת רעידות ונדנוד המוכנסים על ידי חיבור תקרה. זה גם מרכז את כל המשקל, הכוחות ורגעי הכיפוף בבטחה לתוך הרצפה במקום לדרוש תמיכה מבנית מיוחדת.

רובוטים שלוחים משתמשים בסידורי מנוע שונים כדי לתמרן את זרועותיהם, בדרך כלל סרוו חשמליים או כוננים הידראוליים. זרועות רובוט שלוחה מונעות חשמליות משתמשות במנועי סרוו מדויקים בכל נקודת ציר - עמודה, זרוע תחתונה וזרוע עליונה. כל מנוע מסובב את קטע האלומה המתאים לו דרך מעגלי בקרת מיקום מורכבים. זרועות שלוחות חשמליות מהונדסות היטב מציעות תנועה מדויקת מאוד ומגיבה מושלמת עבור נתיבים מורכבים או תהליכים הדורשים החלפות תכופות. זרועות רובוטיות שלוחות המופעלות הידראולית פועלות באמצעות לחץ נוזל הידראולי במקום מנועים חשמליים. הם נוטים לספק תנועה איטית יותר אך חזקה יותר עבור יכולות מטען גבוהות. זרועות הידראוליות מציעות גם גמישות רבה יותר כאשר יש צורך בהתנגדות לשטיפה.

על מנת לגשת בדיוק לאזור העבודה הגדול שלהם, זרועות הרובוט שלוחות משתמשות במנגנוני הרכבה מתקדמים, העברת כוח ומנגנוני בקרה פנימיים. בסיס העמוד בדרך כלל נצמד ישירות לרצפה, ומספק יציבות מקסימלית. גלגלי שיניים, מיסבים וחגורות פלדה מוקשחות מפיצים כוחות לאורך הזרועות תוך הימנעות מתגובת נגד. המקודדים מספקים משוב מיקום לבקר, ומאפשרים לו לעקוב מקרוב ולווסת את התנועה של כל קטע. שילוב זה של רכיבים מכניים חזקים עם בקרה אלקטרונית מתקדמת מאפשר לתנועות מהירות וניתנות לחזרה לצאת מהתיאום של כל ציר.

יתרונות וחסרונות

מציעים טווח אופקי נרחב בתוך טביעת רגל ממוזערת, רובוטים שלוחים מציגים יתרונות ייחודיים יחד עם מגבלות ספציפיות ליישום. מהנדסים מעריכים את היתרונות והחסרונות הללו בעת קביעת תצורות הזרוע הרובוטיות הטובות ביותר עבור תהליכים תעשייתיים שונים.

כמה יתרונות של שימוש בזרוע רובוט בסגנון שלוחה כוללים:

- טווח אופקי מורחב - התכונה המגדירה של רובוטים שלוחים היא הטווח האופקי הארוך שלהם, המתפרש על פני 20 רגל בדגמים מסוימים. זה מאפשר גישה רחבה מבלי למקם מחדש את הבסיס.

- טביעת רגל קומפקטית - על ידי איחוד שטח אנכי הדרוש לשני עמודים מרכזיים - אחד עבור הזרוע התחתונה הנייחת ואחד מנחה את הזרוע העליונה - רובוטים שלוחים חוסכים מאוד בשטח הרצפה בהשוואה לפורטלים קרטזיים.

- הרכבה רצפה פשוטה - דורש רק כרית מעוגנת אחת, רובוטים שלוחים נמנעים ממורכבות התקנה מעל.

- קשיחות גבוהה - זרועות שלוחות שומרות על קשיחות מצוינת על פני כל העומסים הנתמכים. החלק התחתון הנייח מספק התנגדות פיתול יוצאת דופן בעוד שהחלק העליון המונחה מתנגד להסטה.

- מטענים ניתנים להרחבה - רובוטים שלוחים שונים תומכים במטענים הנעים בין כמה קילוגרמים למשימות עדינות ועד למאות קילוגרמים להובלת חומרים כבדים. טווח הגעה מורחב אכן מפחית את המטען המרבי.

- חסכוני - תצורת הזרוע ממזערת את הרכיבים הדרושים להשגת גישה אופקית ארוכה. זה הופך אותם לזולים יותר מאשר פתרונות גב מסורתיים רבים.

כמה חסרונות שיש לקחת בחשבון עם זרועות רובוט בסגנון שלוחה כוללים:

- מגבלות טווח אנכי - עם זרוע קבועה תחתונה וזרוע ניתנת להחלקה עליונה, רובוטים שלוחים מציעים פחות טווח של ציר Z מאשר רובוטים מפרקיים בציר 6-. הם מצטיינים במשימות העברה בגובה נמוך במקום בערימה או העמסת מבנים גבוהים יותר.

- דיוק מתדרדר בהרחבה מלאה - סטייה לאורך זרוע מורחבת מקשה על השגת דיוק עדין בטווחים ארוכים. רובוטים שלוחים יעילים משתמשים ברכיבים מבניים מותאמים כדי למקסם את הקשיחות.

- סיכוני התנגשות ליד הבסיס - מכיוון שמעטפת העבודה שלהם משתרעת מאחורי העמוד ומצדו, יש לנקוט באמצעי זהירות מפני חסימת תנועת זרוע אנכית או פגיעה בעמוד עצמו.

דוגמאות לרובוטים שלוחים

השוק של היום מציע יותר דגמי רובוט שלוחים מאי פעם מיצרנים מבוססים. על פני יכולות מטען משתנות, טווח הגעה מקסימלי, סגנונות הרכבה וסביבות, זרועות שלוחה מהונדסים בצורה גאונית ממכניות מגוון רחב של ייצור. כמה זרועות רובוט תעשייתי בולט וששוחררו לאחרונה בסגנון שלוחה כוללות:

- FANUC CR-15iA - דגם חשמלי קומפקטי זה תומך ב-15 ק"ג עם טווח אופקי של יותר מ-5 מטרים. טביעת הרגל הקטנה שלו תופסת שטח קו מינימלי תוך שמירה על מהירויות גבוהות של עד 10 מ' לשנייה.

- ABB IRB 940 - מספק קיבולת של 20 ק"ג על פני טווח של 2.55 מטר, דגם סגור חלקית זה מתמקד בתאימות לחדר נקי עם בקרת מזהמים מעולה.

- Yaskawa HC20XP - מגיעה למרחק מרשים של 11 מטר כלפי חוץ במקסימום 20 ק"ג, הזרוע המונעת הידראולית הזו מתאימה לצרכי טיפול בחומרים לטווח ארוך באמצעות כוח מבוקר חלק.

- Omron TM1400 - רובוט חדש יותר של תעשיית המזון במשקל 7 ק"ג, שנבנה במיוחד כדי לעמוד בשטיפות יומיות תוך טיפול עדין במוצרים עדינים באמצעות סרוו אלקטרוני.

- Epson C12XL - Epson הרחיבה את היצע שלוחות עם זרוע גדולה זו שתומכת 300 ק"ג בטווח של למעלה מ-7 מטרים. זה מביא ליכולת הובלת חלקים גדולים באמצעות עיצוב הרמה קשוח.

ככל שהזרועות הרובוטיות שלוחות ממשיכות להתפתח בטווח הגעה, בגמישות ובאינטליגנציה, הן יקחו על עצמן תפקידים מורחבים על פני אחסון, לוגיסטיקה וייצור אוטומטי. רכיבים חיוניים שכבר מטפלים בהעברת סחורות ובגישה למכונות, רובוטים שלוחים ידגימו עוד יותר את יכולותיהם הייחודיות לטווח ארוך ככל שהביקוש לפריסות ייצור אופטימליות ממשיך לעלות.

סיכום

רובוטים תעשייתיים שלוחים ממנפים את היתרונות המרכזיים של הרחבה אופקית וקומפקטיות כדי לייעל משימות בחירה ומיקום נרחבות. למרות החוסר בטווח התנועה האוניברסלי המסופק על ידי עיצובים מפרקים, טווח ההגעה הקדמי יוצא הדופן של הזרוע שלוחה בשילוב עם יציבות מצוינת על עמודים מתאים ליישומים מותאמים היטב בכל מפעלים ומרכזי עיבוד אוטומטיים. כאשר אוטומציה גמישה הופכת להיבט אוניברסלי של תפעול תחרותי, זרועות שלוחות ייעודיות ימשיכו לחצוב נישה חשובה שתמקסם את זרימת הייצור על פני מתקנים רחבי ידיים. השירות הדיסטלי שלהם פותח עיצובי קו יעילים המציצים רובוטים שלוחים כשחקנים חיוניים בסביבת הייצור המודרנית והזריזה.

Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd היא מיזם היי-טק המתמחה במו"פ, ייצור ומכירה של מכונת חיפוי לייזר אוטומטית, מכונת חיפוי לייזר במהירות גבוהה, מכונת מרווה בלייזר, מכונת ריתוך לייזר וציוד הדפסת לייזר תלת מימדית. המוצרים שלנו חסכוניים ונמכרים בארץ ובחו"ל. אם אתה מעוניין במוצרים שלנו, אנא צור איתנו קשר בכתובתbob@gshenglaser.com.

כמה אזכורים מרכזיים המשמשים במאמר זה כוללים:

בודניק, פרנק. "מבט קדימה אל הזרועות הרובוטיות החדשות ביותר שלוחות". מגזין האסיפה. מאי 2022. https://www.assemblymag.com

- חוברות מוצרים. Fanuc, ABB, Yaskawa, Omron, Epson. ניגש לנובמבר 2023.

סאליבן, וויליאם. "יתרונות, חסרונות והתקדמות ברובוטים בסגנון שלוחה". מגזין IEEE רובוטיקה ואוטומציה. יוני 2021. https://ieeexplore.ieee.org