Vier cruciale robottypes die fabricanten moeten begrijpen

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op IndustryWeek. Gastblog door Matt Minner, Senior Consultant for Technical Services bij Catalyst Connection, onderdeel van het MEP National Network™.

Er is veel buzz de laatste tijd in de productiesector over robots — en hoe ze fabricanten kunnen helpen uitdagingen aan te pakken in de huidige markt, zoals verhoogde productiviteit en schaarste aan geschoolde werknemers.

Maar wat bedoelen analisten en automatiseringsexperts precies als ze het woord "robot" gebruiken? En hoe kunnen verschillende typen robots een echte productieoperatie verbeteren? Als u een kleinere fabrikant bent die nieuwsgierig is naar robots maar er nog nooit mee heeft gewerkt, kan het lastig zijn om te verbeelden hoe robots in uw faciliteit kunnen passen. Hier is een overzicht van vier typen industriële robots die elke fabrikant moet kennen.

1. Gelenkige Robots (Articulated Robots)

Een gelenkige robot is het type robot waar de meeste mensen aan denken als ze aan robots denken. Net als CNC-frezenbanken worden gelenkige robots geclassificeerd op basis van het aantal draaipunten of assen die ze hebben. De meest voorkomende is de 6-as gelenkige robot. Er zijn ook 4- en 7-as modellen op de markt.

Flexibiliteit, gewendheid en bereik maken gelenkige robots ideaal geschikt voor taken die niet-parallele vlakken overschrijden, zoals machine tending. Gelenkige robots kunnen ook gemakkelijk in een machine tool compartiment reiken en onder obstructies door om toegang te krijgen tot een werkstuk (of zelfs om een obstructie heen, in het geval van een 7-as robot).

Gezegelde gewrichten en beschermende huizen laten gelenkige robots uitblinken in zowel schone als vuile omgevingen. De potentiëel voor het monteren van een gelenkige robot op elk oppervlak (bijv. een plafond, een glijrail) biedt een breed scala aan werkopties.

De sophistication van een gelenkige robot gaat gepaard met een hogere kosten vergeleken met andere robottypes met vergelijkbare payloads. En gelenkige robots zijn minder geschikt dan andere typen robots voor zeer hoge-snelheidstoepassingen vanwege hun complexere kinematica en relatief hogere componentmassa.

2. SCARA Robots

Een Selective Compliance Articulated Robot Arm (SCARA) is een goede — en kosteneffectieve — keuze voor het uitvoeren van operaties tussen twee parallele vlakken (bijv. het overbrengen van onderdelen van een bak naar een transportband). SCARA robots blinken uit in verticale montageopdrachten zoals het invoegen van pinnen zonder klemmen door hun verticale rigiditeit.

SCARA robots zijn lichtgewicht en hebben kleine voetafdrukken, wat ze ideaal maakt voor toepassingen in besmette ruimtes. Ze zijn ook in staat om zeer snelle cyclus tijden te halen.

Vanwege hun vaste zwenkarma ontwerp, wat een voordeel is in bepaalde toepassingen, ondervinden SCARA robots beperkingen bij taken die werken rond of in objecten vereisen zoals fixtures, jigs, of machine tools binnen een werkcel.

3. Delta Robots

Delta robots, ook aangeduid als "spinrobots," gebruiken drie basismotoren om besturingarmen te actuëren die de pols positioneren. Basis delta robots zijn 3-as eenheden maar 4- en 6-as modellen zijn ook beschikbaar.

Door de actuatoren op, of heel dicht bij, het stationaire fundament te monteren in plaats van bij elk gewricht (zoals bij een gelenkige robot), kan de arm van een delta robot zeer licht zijn. Dit stelt snelle beweging toe wat delta robots ideaal maakt voor zeer hoge-snelheidsoperaties met lichte lading.

Een belangrijk punt om te onthouden bij het vergelijken van delta robots met andere robottypes: Bereik voor delta robots wordt doorgaans gedefinieerd door de diameter van het werkbereik, in tegenstelling tot de straal vanaf de basis, zoals bij gelenkige en SCARA eenheden. Bijvoorbeeld, een delta robot met een bereik van 40" zou slechts de helft van het bereik hebben (20" op een straal) van een 40" gelenkige of SCARA eenheid.

4. Cartesische Robots

Cartesische robots bestaan typisch uit drie of meer lineaire actuatoren gemonteerd om te passen bij een specifieke toepassing. Gepositioneerd boven een werkruimte, kunnen cartesische robots verhoogd worden om vloerruimte te maximaliseren en een breed scala aan werkstukformaten te accommoderen. (Wanneer geplaatst op een verhoogde structuur opgespenden over twee parallele rails, worden cartesische robots "gantry robots" genoemd.)

Cartesische robots gebruiken typisch standaard lineaire actuatoren en montageloggen, wat de kosten en complexiteit van elk "custom" cartesisch systeem minimaliseert. Hogere capaciteitseenheden kunnen ook geïntegreerd worden met andere robots (zoals gelenkige robots) als "end-effectors" om systeembeleid te vergroten. Dat gezegd, de maatwerk aard van cartesische robots kan ontwerp, specificatie en programmeren lastig of onbereikbaar maken voor kleinere fabricanten die een "DIY" benadering van robotica-implementatie nastreven.

Cartesische robots kunnen niet gemakkelijk in of om obstakels reiken. En hun blootgestelde glijmechanismen maken ze minder geschikt voor stoffige/vuile omgevingen.

Conclusie

Of u nu zelf implementatie aanpakt of werkt met een betrouwbare systeemintegrator, het kennen van de verschillende typen robots die beschikbaar zijn helpt u de beste machine te selecteren. Een beetje weten over de mogelijkheden en kosten die geassocieerd zijn met verschillende robottypes is een cruciale eerste stap naar een weloverwogen beslissing.

Om meer te leren over de verschillen tussen de verschillende typen robots op de markt, download de "Manufacturer's Guide to Robotics" van MEP National Network vertegenwoordiger Catalyst Connection (onderdeel van Pennsylvania MEP), die kleine en middelgrote fabricanten helpt navigeren door technologische transformatie.