机器人:如何选择正确的机器人

在各种性能和价格方面,机器人在所有类型的工业生产操作中变得无处不在。了解每种类型机器人的能力是为您的业务做出最佳选择的关键。

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Kevin Tardif,业务发展专家,Festo
Kevin Tardif,业务发展专家,Festo

半个世纪以来,大型六轴铰接机器人焊接汽车和卡车车身的形象已经固定在大众的想象中。机器人被广泛应用于医疗保健、食品饮料、炼钢和仓储等行业,只要是重复性或环境或人体工程学挑战性的任务,都可以更快、更可靠和/或更经济有效地完成。今天,机器人甚至在组装新的机器人。

机器人带有一到七轴,每个轴都提供自由度。两个轴笛卡尔龙门架通常在X-Y或Y-Z轴上绘制。三轴机器人具有三个自由度,并通过X-Y-Z轴执行其功能。这些小型机器人呈刚性形式,并且不能倾斜或旋转自己,尽管它们可以具有连接的工具,其可以旋转或旋转或适应小有效载荷的形状。四个和五轴机器人具有额外的灵活性来旋转和倾斜。六轴铰接式机器人具有六个自由度 - 在任何方向上移动物体或以任何方向旋转它们的灵活性。当应用程序需要复杂的操纵大型或重物或重物时,通常选择这些六轴机器人。七轴机器人能够在狭小空间中进行额外的方向来操纵工具。它们可以更接近工件,而不是其他铰接式机器人才能节省潜在的空间。

铰接式机器人Festo铰接式机器人的示例。Festo铰接式机器人的示例。
六轴和七轴铰接式机器人的普及反映了六个自由许可的灵活性。它们易于编程,附带自己的控制器,并且可以通过用户友好的教学吊坠编程移动序列和I / O激活。它们可以达到大量的距离,超过三米,某些型号。这一系列尺寸使铰接式机器人适用于涉及制造或移动材料或成品的大量行业和应用。

通过设计,铰接式机器人占用的空间和足迹不能用于其他用途。它也有奇点,即它在周围空间中无法进入的位置和方向。这些空间限制需要更复杂的安全防范措施,因为机器人通常会在有工人在场的区域使用。

一个笛卡儿机器人的例子。一个笛卡儿机器人的例子。笛卡儿的机器人
笛卡尔或线性机器人通常是由线性致动器的组装和/或扶手的组装组成的低成本机器人,用于3D应用。这些机器人非常适应和东部安装和维护。每个轴的笔划和尺寸都可以定制到应用程序。它的范围和有效载荷彼此独立,而不是交织在一起。线性轴分为许多设计,进一步调整其执行它的功能。

笛卡尔机器人的主要限制是比较的粘度性。它可以容易地容纳三个轴线的线性运动,并围绕第四轴旋转。然而,必须添加运动控制器以执行围绕多个轴的旋转。笛卡尔机器人很少用于洗涤局势,因为它们不提供足够的防水进入保护。此外,需要在安装时的精确和彻底性 - 每个轴必须仔细对齐,表面平整度必须足够,尤其是在较大的系统中。

SCARA机器人萨拉机器人的例子。萨拉机器人的例子。
SCARA机器人是为轻型应用而设计的。它们是铰接式机器人的流线型版本,它们的简单性和小尺寸使它们很容易集成到装配线上。SCARA机器人可以达到相当可观的周期时间,具有很高的精度。他们非常擅长于在空间中插入元件,在这种运动中保持其刚性,这使他们成为许多拾取和放置应用以及小部件处理的成本效益的选择。

三角洲的机器人
delta机器人以其速度著称,拾取速率可达300/分钟。其安装类型将其放置在工作区域之上,限制了占地面积的损失。在复杂的分拣和包装应用中,它通常与视觉系统配对,以随机挑选放置的碎片。像铰接式和SCARA机器人一样,它通常会提供一个易于编程的教学挂件。德尔塔机器人通常用于食品生产,但与笛卡儿机器人一样,它们可能需要额外的屏蔽或与周围环境隔离。

协作机器人
协作机器人是相对较新的发展,在实现安全的人机交互方面前景光明。通过允许工人和机器人之间的直接合作,它们为我们理解如何将自动化集成到工业中增加了一个维度。合作机器人可以是铰接式、笛卡儿式、SCARA式或三角式机器人。尽管到目前为止,大多数都被归类为铰接型。它们的有效载荷容量为4-35公斤,尺寸和到达(价格)相应增加。有多达七个轴的模型;后者可以执行特别具有挑战性的人机工程学任务。合作机器人甚至被用作独立的生产线机器人。

做你的选择
在进行机器人方面的投资时,在做出最终选择之前,应该考虑应用程序的所有方面。以下是一些需要考虑的更重要因素:

  • 范围和有效载荷应该是你选择机器人过程中考虑的第一个标准,因为这些因素可能会立即缩短合适的选项清单。例如,大而重的负载将排除轻量级处理技术的任何考虑。另一方面,如果距离很长但有效载荷很低,一个成本较低的笛卡儿机器人可能就足够了。
  • 灵活性.在一个需要5或6个自由度的应用程序中,一个铰接机器人可能是唯一可行的解决方案。如果是这样,对于需要一两个机器人的价格敏感企业来说,一个选择可能是重新使用(使用过的)单位。然而,对于一些简单的应用,比如小零件定位和装载,电子零件插入,盒子和机床装载——任何两个或三个轴就足够了的应用——为什么要支付比应用所需更多的轴呢?
  • 速度.该应用程序是否需要一个高的拾取率,像delta机器人,或一个较小的拾取率的笛卡儿龙门或SCARA机器人是否足够?
  • 空间和足迹.机器和生产线的脚印越来越成为计划的重点。占地面积昂贵,公司希望优化他们的车间布局。笛卡儿式和德尔塔式机器人相对于其他技术具有明显的优势,因为只会失去垂直空间,而垂直空间通常不那么重要。
  • 工程及项目发展.设计、装配、安装和调试时间和费用应考虑到比较成本,特别是将机器人纳入更大的机器或系统。接收和组装机器人的延误可能会耽误整个工程。
  • 可维护性、可修复性和可用性.未安排的停机时间是每个生产经理的噩梦。机器人应该相对容易维护和修复。
  • 标准化在公司或行业中可能是对商业场所的有效考虑因素,即使选择的机器人不是最理想的适应甚至最便宜但能够做这项工作。有时候,旅行良好的路径将被证明是阻力(和风险)的一个。

机器人技术的普及使各种规模的企业都能享受到自动化带来的好处。最适合你的机器人通常是一个最适合你的应用程序没有实现投资的生产率增长和满足应用程序的技术要求,但是从另一个角度也相关的诸如植物安全,空间利用率,当然,在成本和售后支持。

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