Cartesische, Zes-As en SCARA Robots: Belangrijkste Verschillen en Toepassingen

Cartesische, zes-as en SCARA-robots behoren allemaal tot de diverse typen industriële robots. Productie-industrieën stappen over op industriële robots in hun productie, en alle drie typen zijn daarbij betrokken. Elk is uniek ontworpen om een specifieke taak uit te voeren die de andere waarschijnlijk niet kan.

Productietijden zijn nu korter omdat robots urenlang zonder pauze kunnen werken. Voeg hun snelheid en nauwkeurigheid toe, en u kijkt naar een toekomst waarin handmatige arbeid in productiefabrieken niet meer nodig zal zijn.

Wat zijn Cartesische, Zes-As en SCARA Robots?

Op het eerste gezicht lijken deze robots voor een ongetraind oog gelijk, maar ze gaan dieper. De meeste hebben misschien dezelfde vorm, maar hun ontwerp en de functies die ze afhandelen, zijn volledig anders.

Voordat we de verschillen ontleden, is het belangrijk te weten wat elk van hen eigenlijk is.

Cartesische Robots

Cartesische robots worden soms Gantry-robots genoemd. Ze werken vanaf een bovenste rooster en gebruiken lineaire actuatoren en motoren om gereedschappen te positioneren. Ze hebben een rechthoekig vormgegeven werkbereik wiens afmeting afhangt van de grootte van het rooster. Cartesische robots hebben driedimensionale beweging; hun rigiditeit maakt ze zeer precies tijdens de werking. Ze worden wijd gebruikt als materiaalhanteringsrobots en voor machineschilderen.

Zes-As Robot

Een zes-as robot is een type dat op een pijler gemonteerd is, waardoor de robotarm meer bewegingsvrijheid in alle richtingen heeft en de beste controle van de drie robots. Zoals de naam impliceert, heeft een 6-as robot zes assen die driedimensionaal bewegen en zich ook in elke gewenste oriëntatie kunnen positioneren. Hun hoge flexibiliteit maakt ze de ideale fabrieksrobotarm voor laswerk, als robotpalletiseerder en als machinetendingrobot.

SCARA Robot

Een SCARA-robot behoort tot de beste industriële robots. Het heeft een cirkelvormig werkbereik en is op een pijler gemonteerd, waarbij een vier-as robotarm langs een driedimensionaal vlak beweegt. Aan het einde van het vlak bevindt zich een zogenaamde theta-as die ze meer flexibiliteit geeft, een kenmerk dat ze goede palletiseringsrobots, machine laden en lossen, en kleine-onderdelen montagerobots maakt.

De Verschillen Tussen Cartesische, Zes-As en SCARA Robots

Hoe verschillen cartesische, zes-as en SCARA-robots precies van elkaar? Om ze beter te onderscheiden, gebruiken we de volgende parameters.

Draagvermogen

De maximale lading voor elke robot varieert afhankelijk van de grootte en de taak waarvoor hij is ontworpen. Als regel voor de meeste robotarmen moet de draagcapaciteit van een robot het totale gewicht van de lading overschrijden. Op basis hiervan zijn cartesische robots beter in staat om zwaardere lading aan te kunnen dan de andere twee. Voor SCARA- en zes-as robots is de capaciteit beperkt omdat ze de lading op hun uitgezette robotarmen dragen.

Voor een cartesische robot is de pick-and-place automatisering van zware lading eenvoudig omdat de lagers en steunframes het volledige bewegingsbereik kunnen ondersteunen. Als illustratie: een lading van 50 kg (110 lbs). Dit gewicht valt binnen het bereik van alle drie robots; echter, 50 kg ligt aan de bovengrens van de SCARA-capaciteit, wat meer regels en extra onderdelen vereist om het resulterende moment aan te kunnen. Maar met een cartesische robot kan het steunsysteem dezelfde lading moeiteloos hanteren zonder extra hulp of componenten, wat het de ideale pick-and-place industriële robot maakt.

Oriëntatie

Oriëntatie is een ander gebied dat de robots onderscheidt. Bij oriëntatie vallen twee hoofdpunten op.

• Hoe de robotonderdelen bewegen.
• Hoe de robot gemonteerd is.

Het doel is de robotvoetafdruk af te stemmen op het werkgebied. Als een zes-as robot of SCARA-robot massive obstructie veroorzaakt tijdens het werken, is het gebruik van dergelijke robots in die situatie niet ideaal. Als de beweging echter het minste aantal assen vereist, is een cartesische robot een betere keuze omdat hij bovenin gemonteerd kan worden, waardoor er onderin voldoende ruimte blijft voor andere dingen.

Als de taak complexe hantering of werk vereist dat meer assen nodig heeft, is een SCARA-robot die de minste ruimte inneemt maar wel het meeste aantal assen gebruikt, de betere optie. Oriëntatie hangt sterk af van de beschikbare ruimte en de aard van de taak.

Snelheid en Afstand

Een hogesnelheidsrobotarm is een belangrijke factor bij het differentiëren van industriële robots. Sommige taken vereisen hoge snelheid, anderen geven precisie de voorkeur. De snelheid van een robot is niet alleen beperkt tot materialenhantering; het is ook gebaseerd op de afstand die hij aflegt in de beschikbare ruimte.

Cartesische robots kunnen versnellen tot ongeveer 5 m/s, soms nog meer als ze kleiner en wendbaarder zijn. SCARA- en zes-as robots zijn daarentegen veel langzamer. Een ander voordeel van cartesische robots is dat ze gewijzigd kunnen worden om grotere afstanden op hogere snelheden af te leggen als ze gekoppeld zijn met de juiste balspindelaandrijving of lineaire motor.

Cartesische robots zijn verankerd aan een flexibele bovenste rail, die tot grote afstanden uitgebreid kan worden, wat ze goede industriële robottypen maakt. SCARA- en zes-as robots zijn daarentegen op pijlers vastgemonteerd die zelden verplaatsen.

Positie Nauwkeurigheid

Wat nauwkeurigheid betreft, zijn SCARA- en zes-as robots iets nauwkeuriger dan hun cartesische tegenhangers. Voor een cartesische robot om hetzelfde nauwkeurigheidsniveau te halen, moeten ze uitgerust worden met extra componenten die die eigenschap verbeteren, zoals balspindelaandrijvingen en precisiewerkende balrailtafels.

Tegelijkertijd zijn er gevallen waarin SCARA- en zes-as robots hun nauwkeurigheid niet kunnen handhaven door robotarm doorbuiging. In dergelijke gevallen zijn cartesische robotarmen met hoogprecieze lineaire lagers die doorbuiging minimaliseren en de eind-effector nauwkeuriger positioneren, de betere optie. Uiteindelijk hangen de snelheden van elk van deze robots af van de taak die ze uitvoeren.

De Omgeving

De werkomgeving en aanwezige gevaren zijn nog twee factoren om deze drie robots te onderscheiden. Voor SCARA- en 6-as robots zijn hun pijlers compact, wat hen minimaal ruimte laat innemen; deze vaste aard kan ze echter verouderd maken in een omgeving waar het steunframe van de robot bovenin geïnstalleerd kan worden, zoals bij een cartesische robot.

Stof en vuil beïnvloeden ook de keuze. SCARA- en zes-as robots zijn gevoeliger voor stof dan cartesische robots, die meer bewegingen gebruiken. Robots kunnen afgedekt worden om corrosie door stof en vuil in bewegende delen te minimaliseren, maar dit hindert uiteindelijk efficiënte beweging.

Toonaangevende Industriële Robotfabrikanten

Naast de verschillen tussen SCARA, een zes-as robotarm en cartesische robots, is het ook essentieel de fabrikanten te kennen die erachter staan. Hieronder volgen enkele van de toonaangevende industriële robotarmfabrikanten ter wereld.

EPSON

EPSON is een robotfabrikant die al meer dan 35 jaar in het bedrijf zit. Ze zijn bekend om hun topklasse zes-as robots uitgerust met de meest geavanceerde robottechniek en de mogelijkheid om grote lading aan te können. Hun zes-as robots hebben een lading van ongeveer 4,5 kg (10 lbs) en een robotarm bereik van 450 mm tot 1.480 mm. De EPSON RC+ software die in al hun robots gebruikt wordt, heeft Vision- en Force Guidance-functies voor betere functionaliteit.

EVS

EVS is een wereldleider in de creatie van industriële robots. Als toonaangevende SCARA-robotfabrikant staan hun SCARA-modellen onder de meest geavanceerde in de industrie. Hun catalogus bevat twee geavanceerde SCARA-robots: een kleinere met 2,3 kg (5 lbs) lading en 400 mm armbereik, en een grotere met 3,6 kg (8 lbs) lading en 600 mm armbereik.

De meeste EVS-robotarmen zijn wereldwijd in hoge vraag en worden wijd gebruikt in de automobiel- en luchtvaartindustrie vanwege hun hoge snelheden, geavanceerde technologieën en geniale ontwerpen.

Yamaha Motor Corporation

Yamaha Motor Corporation is de werelds toonaangevende fabrikant van cartesische robots. Vooral bekend om hun superbikes die in veel internationale races gebruikt worden, is Yamaha Corporation ook een prominente fabrikant en leverancier van industriële robots met een focus op cartesische modellen. Hun catalogus bevat cartesische robots van alle typen. Het bedrijf produceert ook SCARA-robots en eenasige robots.

Conclusie

Naarmate de wielen van de technologie blijven draaien, worden elk jaar meer verfijnde versies van industriële robots uitgebracht. Met elk nieuw model worden de zwaktes van eerdere versies kleiner. Het is slechts kwestie van tijd voordat elk aspect van het menselijk leven volledig afhankelijk zal zijn van industriële robots. Of dat nu goed of slecht is, blijft nog te bepalen.