Vad är sexaxliga robotar?
För många tillverkningsprocesser fungerar kartesiska robotar bra. Men det finns tillfällen med en robot med mer rörelseförmåga fungerar bättre. Lär dig mer om sexaxliga robotar, hur de rör sig och populära applikationer.
Kartesiska robotar rör sig på x-, y- och z-axeln. Den har tre frihetsgrader för rörelse. Nackdelen med kartesiska eller linjära robotar är att de inte kan luta eller vända, utan bara kan röra sig längs de tre linjära axlarna. När det finns fler frihetsgrader (kallas även ofta för rörelseaxeln) kan robotarna utföra mer mångsidiga och exakta rörelser. Humanoida robotar som Honda ASIMO har mer än 30 grader av frihet/axel.
Att ha ett så stort antal axlar krävs inte för de flesta industriella verksamheter. En stor del kan göras med bara tre axlar av kartesiska robotar. SCARA tillhandahåller en svängfunktion utöver de treaxliga kartesiska robotarna, för totalt fyra frihetsgrader. Sexaxliga robotar har sex frihetsgrader.
Sexaxlig robotarm
Dessa sex frihetsgrader underlättas av servomotorerna som finns i varje sektion. Rörelsekontrollen stöds av robotarnas PLC:er eller IC:er i kombination med kompatibel programvara. Till skillnad från kartesiska robotar som arbetar baserat på enbart linjär rörelse, måste sexaxliga robotar utformas med olika typer av roterande rörelser i tredimensionellt utrymme. Detta gör programmeringen av dessa robotars rörelser komplex.
Vad gör varje axel?
För att designa och manipulera de sexaxlade robotarna är det viktigt att känna till rollerna för varje axel (liksom en valfri sjunde). Varje axel hänvisas till med olika namn av olika tillverkare. Även om axlarna kan hänvisas till olika, är rörelserna de utför konsekventa. Låt oss titta på var och en nu.
1:a axeln: Denna axel är basen på roboten som kan roteras. Detta gör att robotarmen kan ha en svepande rörelse från vänster till höger eller höger till vänster upp till hela 180 grader från den centrala platsen. Denna axel kallas J1 för FANUC R-2000iB.
2:a axeln: Denna axel gör det möjligt att rotera de nedre robotarmarna för att förlänga resten av armen ovanför den framåt eller bakåt. Denna axel kallas J2 för FANUC R-2000iB.
3:e axeln: Den tredje axeln modererar den vertikala räckvidden för den sexaxliga roboten. Överarmen höjs eller sänks med servomotorn placerad på denna axel. Beroende på modell kan överarmen bara röra sig i området framför den eller så kan den nå hela vägen bakom robotkroppen. Denna axel kallas J3 för FANUC R-2000iB.
4:e axeln: Denna axel arbetar i synkronisering med den femte axeln för att manipulera positionen för sluteffektorn. Denna axel aktiverar en cirkulär rörelse av överarmen och rörelsen kallas vanligtvis för handledsrullning. Denna axel kallas J4 för FANUC R-2000iB.
5:e axeln: Den 5:e axeln utför tiltningsfunktionen för roboten. Pitch- och girrörelse utförs av servomotorerna som är anslutna till denna axel. Pitch motion rör sig upp och ner fixerad på ett gångjärn, som att öppna och stänga locket på en bärbar dator. Girrörelse rör sig åt vänster och höger fast på ett gångjärn, som att öppna och stänga en dörr. Stignings- och girrörelse är bryggan mellan vertikala och horisontella rörelser. Denna axel kallas J5 för FANUC R-2000iB.
6:e axeln: Vridningsrörelse utförs av denna åtgärd. Denna axel ligger närmast sluteffektorn och är ansvarig för dess direkta manipulation. Denna kan rotera mer än 360 grader både medurs och moturs. Denna axel kallas J5 för FANUC R-2000iB.
Valfri 7:e axel: Denna axel flyttar den sexaxliga roboten linjärt där den är installerad. Det är en valfri axel som ger mer funktionalitet till den redan mångsidiga roboten.
Använda ett Teach-hänge
Som nämnts tidigare är det ganska svårt att hårdkoda rörelsen som ska utföras. En elegant lösning på detta är användningen av ett teach-hänge för att "träna" roboten.
Ett teach-hänge är en fjärrkontroll som kan styra de olika axlarna på den sexaxliga roboten. En mänsklig operatör kan använda inlärningshänget för att flytta och manipulera armverktygets ände (EOAT) för önskad operation. Roboten är kapabel att replikera operationerna som operatören utför med inlärningshänget. Om roboten behöver återanvändas kan den tidigare operationen raderas och nya operationer kan läras in.
Egenskaper och tillämpningar
Med de sex rörelsefrihetsgrader som sexaxliga robotar har, kan de utföra ett brett utbud av komplexa rörelser som kartesiska robotar inte kan åstadkomma med enbart linjär rörelse. Sexaxliga robotar kan nära replikera den mänskliga armens rörelse och funktion vilket gör den mycket mångsidig. Med denna förmåga kan den nå under och över föremål och arbeta på ytor som linjära robotar inte kan.
De största bristerna hos sexaxliga robotar med avseende på linjär-/portalrobotar är precision, räckvidd och nyttolastkapacitet. Medan linjära robotar kan ha toleranser inom området mikrometer (μm), kan sexaxliga robotar endast ha toleranser inom området millimeter (mm).
Utbudet av portalrobotar kan utökas med ytterligare ställningar, men utbudet kan inte utökas enkelt för sexaxliga robotar. Det kan göras till en kort räckvidd med tillägg av en extra rörelseaxel för roboten. Detta är en kostsam modifiering av robotar som redan är dyrare än de flesta linjära robotar. Sexaxliga robotar har i allmänhet en lastkapacitet på 50 kg. Gantryrobotar kan ha en mycket större kapacitet på långt över 100 kg.
Mångsidigheten och utbudet av komplexa operationer som kan utföras av sexaxliga robotar hjälper den att säkra en plats i många moderna monteringslinjer. Några av dess applikationer är:
Automation av delplock och delhantering
Infoga lastautomation
Staplings- och sorteringsautomation
Förpacknings- och palleteringsautomation
Monteringscellautomation
Hjälpverksamhet automation
In-mold decorating (IMD) / In-mold labeling (IML) automation
Övergjutning (tryck för att trycka på överföring) automatisering