Article Thumbnail

Robotik Kollar İçin Eksiksiz Bir Kılavuz

  • 21 Eylül 2021 14:32

Robotik kollar nelerdir?

Robotik kollar, belirli bir görevi veya işi hızlı, verimli ve son derece doğru bir şekilde yürütmek üzere programlanmış makinelerdir. Genel olarak, motor tahrikli, çoğunlukla uzun süreler boyunca ağır ve/veya çok tekrarlayan prosedürlerin hızlı, tutarlı performansı için kullanılırlar ve özellikle endüstriyel üretim, imalat, işleme ve montaj sektörlerinde değerlidirler.

Tipik bir endüstriyel robot kolu, bir insan kolunun hareketini ve işlevselliğini (en azından tamamen mekanik bir perspektiften) yakından andırmak için birlikte çalışan bir dizi eklem, eklem ve manipülatör içerir. Programlanabilir bir robotik kol, kendi başına eksiksiz bir makine olabilir veya daha büyük ve daha karmaşık bir ekipmanın ayrı bir robot parçası olarak işlev görebilir.

Günümüzde sayısız endüstride ve işyeri uygulamasında kullanılan çok sayıda küçük robotik kol, tezgah üstüne monte edilmiş ve elektronik olarak kontrol edilmiştir. Daha büyük versiyonlar zemine monte edilebilir, ancak her iki durumda da sağlam ve dayanıklı metalden (çoğunlukla çelik veya dökme demir) yapılma eğilimindedir ve çoğu 4-6 mafsallı bağlantıya sahip olacaktır. Yine mekanik bir bakış açısıyla, robotik bir koldaki anahtar eklemler, omuz, dirsek, önkol ve bilek dahil olmak üzere insan eşdeğerinin ana parçalarına yakından benzeyecek şekilde tasarlanmıştır.

Endüstriyel robot kollarının çalışabileceği hız ve güç bu kadardır, bunları programlarken ve kullanırken son derece güvenlik bilincine sahip olmak acil bir ihtiyaçtır. Bununla birlikte, uygun şekilde yerleştirildiğinde, üretim oranlarını ve yerleştirme ve toplama görevlerinin doğruluğunu büyük ölçüde artırabilirler ve aynı zamanda birden fazla insan işçiden oluşan grupların herhangi bir hızda gerçekleştirmesi imkansız olan ağır hizmet kaldırma ve yeniden konumlandırma işlevlerini yerine getirebilirler. .

Teknoloji ilerledikçe ve robotik bileşenlerin üretim maliyetleri yıllar içinde düştükçe, son on yılda çok geniş bir endüstri yelpazesinde robotların ve robotik kolların bulunabilirliği ve satın alınabilirliğinde çok hızlı bir genişleme görüldü. Bu, artık çok yüksek hacimlerde ürün üreten büyük ölçekli üretim hatları için yalnızca ekonomik olarak uygun bir seçenek olmadıklarından, küçük ölçekli operasyonlarda bir zamanlar olduğundan çok daha sık karşılaşıldığı anlamına gelir.

 

Ne tür robotik kollar var?

Günümüz pazarında, her biri çeşitli özel türleri belirli roller veya endüstriyel ortamlar için özellikle çok uygun hale getiren önemli temel yetenekler ve işlevlerle tasarlanmış çok sayıda farklı robotik kol tipi bulunmaktadır.

Robotik kolların çoğunda, çoğu veya tamamı çeşitli adım motorları tarafından çalıştırılan ve bilgisayarlar tarafından kontrol edilen yedi bölümü birbirine bağlayan altı eklem bulunur. Bu, çoğu endüstriyel kullanımda genellikle son derece spesifik bir eylemi veya tekrarlanabilir bir dizi artikülasyonu gerçekleştirmek için tasarlanmış bir tür özel alet veya ataşman olacak olan kolun 'el' veya uç efektör kısmının inanılmaz derecede hassas konumlandırılmasına izin verir.

Çoğunlukla, farklı türdeki robotik kollar arasındaki temel ayrım, eklemlerinin eklemlerini ifade etmek için tasarlanma biçiminde - ve daha sonra gerçekleştirebilecekleri hareket ve işlev yelpazesinde - ve aynı zamanda çerçeve türünde yatmaktadır. tarafından desteklenir ve kurulum ve çalıştırma için ihtiyaç duydukları ayak izi.

Bu bölümde, dünya çapında her türlü endüstride kullanılan daha yaygın olarak kullanılan programlanabilir robot kol türlerinden bazılarını keşfedeceğiz.

 

Kartezyen (gantry) robotik kollar

Kartezyen robot kolları - genellikle doğrusal veya gantry robot kolları olarak anılır - adını, geometrik eğrileri cebirsel denklemler kullanarak bir grafik üzerinde haritalamanın bir yolu olarak René Descartes tarafından 17. yüzyılda geliştirilen Kartezyen koordinat sisteminden alır.

Tüm bunlar kulağa korkutucu derecede karmaşık gelse de, pratik gerçeklik aslında çoğumuz için günlük işyeri kullanımlarında oldukça tanıdıktır: Kartezyen koordinatlar, bize yaygın olarak kullanılan X, Y ve (daha az yaygın olarak) Z sistemini veren şeydir. neredeyse her zaman herhangi bir tipik grafikte eşlenmiş olarak gördüğümüz eksenler.

Robotik kol terimlerinde, mekatronik Kartezyen veya portal robotlar, bu üç eksen boyunca üç boyutlu doğrusal hareketi belirtmek için bu X.Y ve Z koordinatları kullanılarak programlanan üç eklemli eklemden oluşma eğilimindedir. Bilek eklemi genellikle daha fazla rotasyonel işlevsellik sağlar.

Kartezyen robotik kollar, bir aleti veya ataşmanı üç boyutlu uzayda bir yere konumlandırmak ve pozisyonlar arasında geçiş yapmak için bir dizi doğrusal hareketle manipüle etmek için çeşitli motorlar ve doğrusal aktüatörler kullanır. Yatay, dikey veya baş üstü olarak monte edilebilirler ve parçaların işlenmesi veya konveyör bantların yanında toplama ve yerleştirme gibi bir dizi uygulamada yaygın olarak kullanılırlar.

 

Silindirik robotik kollar

Silindirik robot kolları, yukarıda özetlenen Kartezyen versiyonların aksine, eksenleri silindirik bir koordinat sistemi oluşturanlardır - kısacası, programlanmış hareketleri silindir şeklindeki bir boşlukta (yukarı, aşağı ve etrafında) gerçekleşir. Bu kol türü, daha yaygın olarak, döner ve prizmatik bağlantıların hem dönme hem de doğrusal hareket sağladığı montaj işlemleri, nokta kaynağı ve takım tezgahı kullanımı için kullanılır.

 

Polar/Küresel robotik kollar

Yine, yukarıda açıklanan silindirik robotik kollar gibi, kutupsal veya küresel bir robot, küresel bir "çalışma alanı" veya potansiyel hareket odağı içinde çalışan bir robottur. Bu, birleştirilmiş bir döner bağlantı, iki döner bağlantı ve bir doğrusal bağlantı ile elde edilir. Polar robotik kol, bir büküm eklemi aracılığıyla tabanına bağlanır ve erişime sahip olduğu müteakip küresel çalışma alanı, onu silindirik robotik kollar gibi benzer görevleri yerine getirmek için kullanışlı hale getirir - takım tezgahları, punta kaynağı, basınçlı döküm ve ark kaynağı.

 

SCARA robotik kollar

SCARA robot kolları en çok montaj ve toplama ve yerleştirme uygulamalarında kullanılır. SCARA kısaltması, Seçici Uyumluluk Montaj Robot Kolu (veya bazen Seçici Uyumluluk Mafsallı Robot Kolu) anlamına gelir; bu, robotik bağlamında bazı eksenler boyunca sınırlı bir 'uyum' derecesini - robotik bağlamında esneklik - tolere etme yeteneklerine bir referanstır. diğerlerinde katı.

SCARA robotik kollar, belki de yüksek teknolojili bir üretim hattını hayal ettiğinizde aklınıza gelebilecek klasik tiptir ve onları bu amaçlar için ideal kılan seçici uyumluluk yetenekleridir. Belirli montaj ve yerleştirme görevleri için, belirli yönlerde ancak diğer yönlerde olmayan bir dereceye kadar tolere edilebilir bir esneklik oldukça avantajlıdır ve bileşenlerin herhangi bir parçayı bağlamadan veya zarar vermeden dar alanlara yerleştirilmesine izin verir.

 

Robotik kollar ne için kullanılır?

Robotik kollar, her türlü endüstriyel üretim, işleme ve üretim rolü için kullanılabilir - aslında son derece hassas, hızlı ve tekrarlanabilir hareketlerin gerekli olduğu herhangi bir görev.

Her türden robotik kollar, günümüzde, en ince ayrıntısına kadar ayrıntılı devre kartı montajından otomotiv üretim hatları gibi büyük hacimli ağır endüstrilere ve ayrıca çok çeşitli 'al ve yerleştir' (konveyör bant) uygulamalarına kadar her üretim ölçeğinde kullanılmaktadır. . Bu, bir satın alma planlamaya başlamadan önce hangi tür programlanabilir robotik kolların hangi tür ortamlara ve görevlere daha uygun olduğunu bilmenin önemli olduğu anlamına gelir.

Her durumda, belirli bir rol veya görev için doğru tipte programlanabilir robot kolunun seçilmesi, amaçlanan uygulamanın kesin doğası ve gereksinimlerinin dikkate alınmasını içermelidir. Bunlar tipik olarak şunları içerecektir:

 

Yük

Tüm robotik kol türlerinin belirli bir yük kapasitesi vardır ve üretici tarafından belirtilen bu sayının, kolun gerçekleştirmesini beklediğiniz herhangi bir işte (aletler ve ataşmanlar dahil) yer alan taşıma yükünün toplam ağırlığını her zaman aşması gerekir.

Farklı robot kolları türleri, toplam yük kapasitesini artırabilen veya azaltabilen farklı tasarlanmış çerçeveler tarafından desteklenir - bu, fiziksel yerleşim ve ayak izi dikkate alınarak dengelenmelidir.

Oryantasyon

Bu kriter genellikle robotik kolun kapladığı alan ve montaj konumu ve gerçekleştirmesi beklenen hareket ve manipülasyon aralığı için üretim hattınızdaki diğer ekipmanla ne kadar uyumlu olduğu ile tanımlanır. Bu da, kolun hareket ettireceği nesnelere göre fiziksel olarak nerede konumlandırılabileceğini etkileyecektir.

Bazı robotik kol türleri, programlanmış hareket aralıklarını gerçekleştirmek için daha hacimli kaidelere veya daha fazla fiziksel boşluk alanına ihtiyaç duyar ve bu faktörler, çevredeki diğer ekipman veya işçiler açısından dikkate alınmalıdır.

Hız

Özellikle toplama ve yerleştirme uygulamaları için robotik kollar seçerken, hız ve özellikle daha uzun mesafelerde hızlanma açısından üretici derecelendirmelerine dikkat etmek önemlidir.

Kullanılan kayış, motor veya aktüatör seçiminde yapılan değişikliklerle bazı robotik kol türlerinde hız derecelendirmelerinde değişiklikler ve yükseltmeler yapılabilir.

Yolculuk

Daha geniş açıklıklar üzerindeki toleranslar ve doğruluk, kol sapması ve destek çerçevesi tasarımındaki farklılıklar nedeniyle belirli robot kol türlerinde azaltılabilir.

Uygulama, yükler veya çalışma alanları arasında daha uzun hareket mesafeleri gerektiriyorsa, bu, gerekli toleransların sıkılığına bağlı olarak, görevi gerçekleştirmek için hangi tür robotik kolların uygun veya uygun olmayacağını belirleyebilir.

Kesinlik

Toplama ve yerleştirme gibi belirli uygulamalar, son derece hassas tekrarlanabilir hareket yapabilen robotik kollar gereksiz bir masraf olabilir. Bununla birlikte, takım uygulamaları için hassasiyet, diğer faktörlerin çoğundan önce önemli bir husus olacaktır. Yine, belirli robotik kol türleri için hassasiyeti artırmak için değişiklikler ve yükseltmeler yapılabilir, ancak hepsi değil.

Çevre

Belirli bir konum için uygun tipte bir robotik kol seçerken, yakın çalışma ortamındaki atmosferik koşulların ve potansiyel tehlikelerin (toz, kir ve nem seviyeleri dahil) dikkate alınması önemli olacaktır.

Fiziksel ayak izi, yönelim ve hareket aralığı, diğer ekipman ve işçiler dikkate alındığında belirli bir ortamda belirli bir model veya kol tipinin ne kadar uygun olduğunu da etkileyecektir.

Görev döngüsü

Bu, esasen robotik kolun ne kadar yoğun bir şekilde performans göstermesinin bekleneceğinin ve "dinlenme" veya bakım periyotları arasında ne kadar süre kalacağının bir değerlendirmesidir. Yalnızca standart vardiya döngüleri sırasında çalıştırılanın aksine, sürekli çalışan bir robot kolu için aşınma ve yıpranma açıkça daha erken bir sorun haline gelecektir.

Farklı modeller veya kol tipleri, yağlama aralıkları ve parça değişimi gibi farklı bakım rejimleri gerektirecektir - minimum arıza süresinin kritik olduğu herhangi bir ortamda, bunlar belirli üretim rolleri için robotik kollar satın alırken akılda tutulması gereken önemli hususlar olacaktır.

 

Özet

Robot kolları, tekrarlayan, tutarlı ve çok yüksek derecede doğruluk gerektiren operasyonların yanı sıra bir insan işçinin güvenli bir şekilde gerçekleştirmekte zorlanabileceği uygulamalar için idealdir.

Robotik kollar hızlı, doğru ve güvenilirdir ve toplu olarak neredeyse sonsuz sayıda farklı işlemi gerçekleştirmek üzere programlanabilir. Son on yılda endüstriyel robotik kollar için satın alma maliyetlerinde yaşanan çarpıcı düşüş, bunların bugün her zamankinden çok daha yaygın bir şekilde kullanıldığını gördü - masaüstüne monte edilmiş veya yüksek hacimli bir üretim hattının parçası olarak kurulmuş olsun, robotik kollar artık Aşağıdakiler de dahil olmak üzere geniş bir endüstri ve sektör yelpazesinde yaygın olarak bulunur:

Laboratuvarlar

Test ve numune işleme

Üretme

Endüstriyel Otomasyon

Otomatik montaj

makine besleme

Makine erişimi

Robot kol montajı ve yapım kitleri, kendilerine verilen görevleri yerine getirmelerine yardımcı olmak için genellikle farklı ataşmanlarla birlikte satılır. Bunlar, kavrayıcılardan veya vantuzlardan karmaşık çevresel yanıt yetenekleri sağlayan çok çeşitli sensörlere ve robotik kontrolörlere kadar değişebilir.

 

-

Referanslar: https://ie.rs-online.com/web/generalDisplay.html?id=ideas-and-advice/robotic-arms-guide