A robot z szyną ślizgowąto rodzaj robota, który porusza się po jednej lub kilku prostych szynach prowadzących, aby uzyskać dostęp do swojego obszaru roboczego. W przeciwieństwie do stacjonarnych robotów przemysłowych, które opierają się na stałej podstawie, roboty z szyną ślizgową mogą poruszać się poziomo, pionowo lub ukośnie, aby dotrzeć do miejsca docelowego. Ta mobilność zapewnia im wszechstronność w różnych zastosowaniach automatyki.
Roboty z szyną ślizgową składają się z ruchomej platformy, na której znajduje się ramię robota, efektor końcowy i inne komponenty. Platforma przesuwa się po precyzyjnych prowadnicach szynowych, zwykle wykorzystujących smarowane łożyska lub elementy toczne. Ten system ruchu liniowego zapewnia płynne i dokładne pozycjonowanie, lepsze niż użycie kółek lub stóp. Elektryczne serwosilniki napędzają platformę za pomocą pasów, zębatek i kół zębatych lub śrub pociągowych. Czujniki przesyłają dane o pozycji do kontrolera ruchu.
Możliwych jest kilka układów osi liniowych. Konfiguracja kartezjańska ma trzy prostopadłe osie - X, Y i Z. Typowe wersje to suwak XZ, który porusza się w poziomie i pionie, oraz suwak XY, który działa w dwóch wymiarach poziomych. Inne opcje, takie jak roboty SCARA i Delta, wykorzystują przegubowe ramiona na szynach liniowych. Dodanie większej liczby osi, takich jak jednostki obrotu/pochylenia, zwiększa wszechstronność robota.
Zalety robotów z szyną ślizgową
Mobilność — w przeciwieństwie do stacjonarnych robotów przemysłowych przykręconych do podłogi, roboty z szyną przesuwną mogą uzyskać dostęp do szerszego obszaru roboczego, aby obsługiwać większe lub wiele stacji roboczych. Ich zasięg pracy jest ograniczony jedynie długością szyny.
Możliwość adaptacji – roboty z szynami ślizgowymi łatwiej dostosowują się do zmieniających się potrzeb produkcyjnych. Dodatkowe szyny mogą rozszerzyć obszar zasięgu lub go zmienić. Broń i narzędzia można wymienić na nowe zadania.
Precyzja – sztywne prowadnice ruchu liniowego zapewniają lepszą dokładność i powtarzalność niż roboty poruszające się na przegubowych nogach lub kołach. Wibracje są minimalne. Śruby kulowe, paski i silniki zapewniają wysoką precyzję pozycjonowania.
Prędkość – lekkie wózki przyspieszają szybciej na szynach niż nieporęczne roboty przenoszące źródła zasilania i ruchu. Duże prędkości umożliwiają szybki transport części w zastosowaniach typu pick-and-place.
Bezpieczeństwo – wyeliminowanie ciężkich osi obrotowych i odsłoniętych napędów konwencjonalnych robotów poprawia bezpieczeństwo w przypadku typów szyn ślizgowych. Zamknięcie szyn zapobiega powstawaniu miejsc przyszczypnięcia.
Niskie koszty utrzymania – zamknięte szyny chronią przed brudem i cząsteczkami. Nasmarowane łożyska, paski i śruby pociągowe działają płynnie przez lata, zanim będą wymagały serwisu.
Aplikacje dla robotów z szyną ślizgową
Transport materiałów — transport materiałów między procesami jest idealny w przypadku robotów z szyną ślizgową. Doskonale sprawdzają się w zadaniach typu pick-and-place, takich jak obsługa maszyn, paletowanie, pakowanie i montaż. Ich elastyczność umożliwia transfer na wiele stanowisk roboczych.
Dozowanie – Precyzyjne pozycjonowanie jest dostosowane do robotów z szyną przesuwną, umożliwiając dokładne dozowanie płynów podczas badań medycznych, montażu płytek drukowanych, etykietowania, uszczelniania i malowania. Zawory dozujące lub pistolety montowane są na efektorze końcowym.
Inspekcja i metrologia – Częstym zastosowaniem są zadania związane z zapewnianiem jakości, takie jak pomiary, sprawdzanie lub skanowanie części pod kątem defektów. Czujniki na kołnierzu końcowym przesuwają się po obiektach sprawdzając wymiary i cechy.
Obróbka – Zamiast ponadgabarytowych systemów portalowych, kompaktowe roboty z szyną ślizgową zajmujące minimalną przestrzeń mogą obsługiwać wiele obrabiarek CNC. Zajmują się wprowadzaniem surowców i wydawaniem gotowych części.
Badania — uniwersytety zatrudniają kartezjańskie roboty przesuwne do testowania pomysłów inżynieryjnych przed skalowaniem do zastosowań przemysłowych. Eksperymentatorzy doceniają szybką zmianę konfiguracji przestrzeni roboczych robotów przesuwnych.
Rodzaje robotów z szyną ślizgową
Roboty kartezjańskie – najbardziej rozpowszechniony typ wykorzystuje trzy osie liniowe we wspólnych kierunkach X, Y i Z. Typowe konfiguracje obejmują tabelę XY, suwak XZ i style portali osiowych 3-.
Roboty cylindryczne – wykorzystują ruch liniowy i obrotowy w jednej osi, jak poziome ramię zamiatające lub diabelski młyn. Stosowane głównie w centrach obróbczych.
Roboty SCARA – ramię robota montażowego o selektywnej zgodności. SCARA mają równoległe osie pionowe połączone z poziomym ramieniem, które zapewnia zgodność. Bardzo szybki i dokładny, ale z ograniczonym zasięgiem pionowym.
Roboty Delta – nazwane tak ze względu na ich równoległe połączenia w kształcie trójkąta, przypominające wysięgniki statków. Niezwykle szybkie wersje typu pick-and-place, ale charakteryzujące się niewielkim zakresem pracy.
Specjalne i niestandardowe – dostosowane do indywidualnych potrzeb roboty z szyną ślizgową nadają się do unikalnych celów, takich jak kontrola infrastruktury, pomoc chirurgiczna, pobieranie próbek laboratoryjnych i wiele innych. Długość skoku, obciążenie i precyzja dostosowane do zadania.
Podsumowując, roboty z szyną ślizgową odbiegają od typowego stacjonarnego robota przemysłowego, jeśli chodzi o dostęp do większych przestrzeni roboczych. Mobilność zwiększa ich użyteczność w transporcie, pozycjonowaniu, przetwarzaniu lub kontroli produktów. Dokładność i elastyczność czynią je idealnymi rozwiązaniami automatyzacji w wielu różnych branżach. Dzięki ciągłemu udoskonalaniu technologii innowatorzy będą mogli w przyszłości zająć się większą liczbą zastosowań.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. to zaawansowane technologicznie przedsiębiorstwo specjalizujące się w badaniach i rozwoju, produkcji i sprzedaży automatycznej maszyny do napawania laserowego, szybkiej maszyny do napawania laserowego, maszyny do hartowania laserowego, spawarki laserowej i laserowego sprzętu do drukowania 3D. Nasze produkty są tanie i sprzedawane w kraju i za granicą. Jeżeli są Państwo zainteresowani naszymi produktami prosimy o kontakt pod adresembob@gshenglaser.com.
Bibliografia:
Międzynarodowa Federacja Robotyki. (2020). „Roboty liniowe przełamują trend spadkowy.” Dostęp pod adresem https://ifr.org/ifr-press-releases/news/linear-robots-buck-downward-trend 29 listopada 2023 r.
Robotyka Jutro. (2021). „Zalety i wady robotów liniowych”. Dostęp pod adresem https://www.roboticsstomorrow.com/article/2021/01/advantages-and-disadvantages-of-linear-robots/14937 29 listopada 2023 r.
J. Zhao, F. Feng i Q. Zhao. (2021) „Projekt nowatorskiego, szybkiego robota z równoległą szyną ślizgową 5-DOF typu pick-and-place. W: Notatki z wykładów z inżynierii mechanicznej. Springera, Singapur. Dostęp pod adresem https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-981-33-4987-5_52, 29 listopada 2023 r.
Inżynieria.com. (2018). „Roboty kartezjańskie, SCARA, sześcioosiowe i delta”. Dostęp pod adresem https://www.engineering.com/story/whats-the-difference-between-the-6-main-types-of-robots 29 listopada 2023 r.