Hvad er seksaksede robotter?
Til mange fremstillingsprocesser fungerer kartesiske robotter godt. Men der er tidspunkter, hvor en robot med flere bevægelsesmuligheder fungerer bedre. Lær om seks-aksede robotter, hvordan de bevæger sig og populære applikationer.
Kartesiske robotter bevæger sig på x-, y- og z-aksen. Den har tre grader af bevægelsesfrihed. Ulempen ved kartesiske eller lineære robotter er, at de ikke kan vippe eller dreje, men kun kan bevæge sig langs de tre lineære akser. Når der er flere frihedsgrader (også almindeligvis omtalt som bevægelsesaksen) kan robotterne udføre mere alsidige og præcise bevægelser. Humanoide robotter som Honda ASIMO har mere end 30 grader af frihed/akse.
At have et så stort antal akser er ikke påkrævet for de fleste industrielle operationer. En stor del kan klares med kun tre akser af kartesiske robotter. SCARA giver en drejefunktion ud over de tre-aksede kartesiske robotter, for i alt fire frihedsgrader. Seksakse robotter har seks frihedsgrader.
Seksakset robotarm
Disse seks frihedsgrader lettes af servomotorerne i hver sektion. Bevægelsesstyringen er hjulpet af robotternes PLC'er eller IC'er i forbindelse med kompatibel software. I modsætning til kartesiske robotter, der kun arbejder baseret på lineær bevægelse, skal seks-akse robotter designes med forskellige typer roterende bevægelser i tredimensionelt rum. Dette gør programmering af bevægelsen af disse robotter kompleks.
Hvad gør hver akse?
For at designe og manipulere de seks-aksede robotter er det vigtigt at kende rollerne for hver akse (såvel som en valgfri syvende). Hver akse omtales med et andet navn af forskellige producenter. Selvom akserne kan omtales forskelligt, er de bevægelser, de udfører, konsekvente. Lad os se på hver enkelt nu.
1. akse: Denne akse er bunden af robotten, der kan drejes. Dette gør det muligt for robotarmen at have en fejende bevægelse fra venstre mod højre eller højre mod venstre op til hele 180 grader fra den centrale placering. Denne akse omtales som J1 for FANUC R-2000iB.
2. akse: Denne akse gør det muligt at rotere nedre robotarme for at strække resten af armen over den fremad eller bagud. Denne akse omtales som J2 for FANUC R-2000iB.
3. akse: Den 3. akse modererer den lodrette rækkevidde af den seks-aksede robot. Overarmen hæves eller sænkes med servomotoren placeret på denne akse. Afhængigt af modellen kan overarmen kun bevæge sig i området foran den, eller den kan nå hele vejen bag robotkroppen. Denne akse omtales som J3 for FANUC R-2000iB.
4. akse: Denne akse arbejder i synkronisering med den femte akse for at manipulere positionen af sluteffektoren. Denne akse aktiverer en cirkulær bevægelse af overarmen, og bevægelsen omtales almindeligvis som Wrist roll. Denne akse omtales som J4 for FANUC R-2000iB.
5. akse: Den 5. akse udfører vippefunktionen for robotten. Pitch- og yaw-bevægelse udføres af servomotorerne forbundet til denne akse. Pitch-bevægelse bevæger sig op og ned fast på et hængsel, som at åbne og lukke låget på en bærbar computer. Gøjebevægelse bevæger sig til venstre og højre fast på et hængsel, ligesom åbning og lukning af en dør. Pitch og yaw bevægelse er broen mellem lodrette og vandrette bevægelser. Denne akse omtales som J5 for FANUC R-2000iB.
6. akse: Drejebevægelse udføres af denne handling. Denne akse er den tætteste på endeeffektoren og er ansvarlig for dens direkte manipulation. Dette er i stand til at rotere mere end 360 grader i både urets og mod urets retning. Denne akse omtales som J5 for FANUC R-2000iB.
Valgfri 7. akse: Denne akse flytter den seks-aksede robot lineært, hvor den er installeret. Det er en valgfri akse, der giver mere funktionalitet til den allerede alsidige robot.
Brug af en Teach Pendant
Som tidligere nævnt er det ret svært at hårdkode den bevægelse, der skal udføres. En elegant løsning på dette er brugen af et teach-vedhæng til at "træne" robotten.
En teach pendant er en fjernbetjening, der kan styre de forskellige akser på den seks-aksede robot. En menneskelig operatør kan bruge teach-vedhænget til at flytte og manipulere enden af armværktøjet (EOAT) til den ønskede operation. Robotten er i stand til at replikere de operationer, som operatøren udfører med teach-vedhænget. Hvis robotten skal genbruges, kan den tidligere operation slettes, og nye operationer kan indlæres.
Karakteristika og applikationer
Med de seks grader af bevægelsesfrihed, de seks-akse robotter har, kan de udføre en lang række komplekse bevægelser, som kartesiske robotter ikke kan udføre med kun lineær bevægelse. Seksakse robotter kan nøje kopiere bevægelsen og funktionen af den menneskelige arm, hvilket gør den meget alsidig. Med denne evne kan den nå under og over genstande og arbejde på overflader, som lineære robotter ikke kan.
De største mangler ved seks-akse robotter med hensyn til lineære/portalrobotter er præcision, rækkevidde og nyttelastkapacitet. Mens lineære robotter kan have tolerancer i området af mikrometer (μm), kan seks-aksede robotter kun have tolerancer i området millimeter (mm).
Udvalget af portalrobotter kan udvides med yderligere stilladser, men rækkevidden kan ikke udvides let for seks-aksede robotter. Det kan gøres til en kort rækkevidde med tilføjelsen af en ekstra bevægelsesakse for robotten. Dette er en kostbar ændring af robotter, der allerede er dyrere end de fleste lineære robotter. Seks-aksede robotter har generelt en nyttelast på 50 kg. Gantry-robotter kan have en meget større kapacitet på langt over 100 kg.
Alsidigheden og rækken af komplekse operationer, der kan udføres af seks-aksede robotter, hjælper den med at sikre en plads i mange moderne samlebånd. Nogle af dens applikationer er:
Delplukning og delhåndteringsautomatisering
Indsæt indlæsningsautomatisering
Stable- og sorteringsautomatisering
Pakke- og palleteringsautomatisering
Monteringscelleautomatisering
Hjælpedriftsautomatisering
In-mold decorating (IMD) / In-mold labeling (IML) automatisering
Overstøbning (tryk for at trykke på overførsel) automatisering