Trijų ašių servo robotų su skirtingais tikslumo lygiais taikymo palyginimas

Trijų ašių servo robotų su skirtingais tikslumo lygiais taikymo palyginimas

Pramoninės automatizacijos bangos metu trijų ašių servo robotai, pasižymintys paprasta konstrukcija ir puikiu judesio valdymu, tapo pagrindine įranga, apimančia įvairias sritis, tokias kaip elektronikos gamyba, automobilių pramonė ir logistikos sandėliavimas. Tikslumas, kaip pagrindinis rodiklis, nustatantis jo taikymo ribas, tiesiogiai veikia gamybos efektyvumą, produkto kokybę ir gamybos sąnaudas. Šiame straipsnyje pirmiausia bus aptarti tikslumo lygių apibrėžimo standartai, sistemingai palyginami skirtingų tikslumo lygių trijų ašių servo robotų taikymo scenarijų skirtumai ir aprašyta pagrindinė pasirinkimo logika, suteikianti nuorodą pramonės specialistams visame pasaulyje.

1. Pagrindiniai trijų ašių servo robotų tikslumo lygių apibrėžimo standartai

2. Didelio tikslumo lygis: aukščiausios klasės gamybos scenarijai, kontroliuojami mikronų lygiu

3. Vidutinio tikslumo lygis: pagrindinės pramoninės paskirties priemonės, kurias lemia ekonomiškumas

4. Standartinis tikslumo lygis: apima esminius pagrindinio automatizavimo scenarijus

5. Tiksliosios atrankos pagrindinė logika: sprendimų priėmimo sistema, subalansuojanti poreikius ir sąnaudas

I. Pagrindiniai trijų ašių servo robotų tikslumo lygių apibrėžimo standartai

Pramonės srityje tikslus apibrėžimas trijų ašių servo robotai daugiausia sukasi apie du pagrindinius rodiklius: pakartojamumo tikslumą (galinio efektoriaus padėties nuokrypį, kai robotas pakartotinai atlieka tą patį veiksmą) ir absoliutų padėties nustatymo tikslumą (nuokrypį tarp faktinės ir teorinės galinio efektoriaus padėčių). Kartu su pagalbiniais parametrais, tokiais kaip keliamoji galia ir judėjimo greitis, tai sudaro trijų lygių klasifikavimo sistemą, dažniausiai naudojamą pramonėje. Svarbu pažymėti, kad tikslumo laipsniai nėra absoliučiai standartizuoti ir gali būti šiek tiek koreguojami atsižvelgiant į konkrečius taikymo pramonės poreikius, tačiau pagrindinis diapazonas išlieka pastovus:

- Didelio tikslumo klasė: pakartojamumas ≤ ±0,02 mm, absoliutus padėties nustatymo tikslumas ≤ ±0,1 mm. Paprastai poruojamas su išoriniais jutimo elementais, tokiais kaip linijinės skalės, jis prisitaiko prie didelio tikslumo servo variklių ir harmoninių reduktorių derinio, tinka scenarijams, kuriems keliami griežti mikromanipuliacijos reikalavimai.

- Vidutinio tikslumo klasė: pakartojamumas nuo ±0,02 mm iki ±0,1 mm, absoliutus padėties nustatymo tikslumas ≤ ±0,3 mm. Naudojama klasikinė servo variklių ir planetinių reduktorių konfigūracija, atstovaujanti pagrindiniam pramonės pasirinkimui, kuris suderina tikslumą ir kainą.

- Standartinis tikslumo laipsnis: pakartojamumas ≥ ±0,1 mm, absoliutus padėties nustatymo tikslumas ≤ ±0,5 mm. Dažniausiai naudojami servovarikliai suporuoti su sinchroniniais diržais arba krumplinėmis pavaromis, daugiausia dėmesio skiriant pagrindinėms valdymo ir padėties nustatymo funkcijoms.

Šios klasifikacijos esmė – pasiekti optimalų „tikslumo reikalavimų ir gamybos sąnaudų“ atitikimą, naudojant diferencijuotas pavaros sistemų, perdavimo mechanizmų ir jutimo elementų konfigūracijas.

II. Didelis tikslumo lygis: aukščiausios klasės gamybos scenarijai, kontroliuojami mikrometrų lygiu

Pagrindinė didelio tikslumo trijų ašių servo robotų vertė yra judėjimo paklaidų valdymas mikrometrų lygmenyje, laikantis griežtų „nulinio defekto“ reikalavimų gaminant didelės vertės gaminius. Jų taikymo scenarijai paprastai pasižymi „trimis aukščiausiomis“ savybėmis: didele produkto pridėtine verte, dideliu proceso sudėtingumu ir aukštais aplinkosaugos reikalavimais. Tipinės sritys:

1. Puslaidininkių ir mikroelektronikos gamyba

Silicio plokštelių apdirbimo ir lustų pakavimo srityje vienos plokštelės vertė gali siekti tūkstančius eurų, o apdirbimo metu jau atlikta beveik 90 % gamybos etapų. Bet kokia nedidelė klaida gali lemti visos gaminių partijos brokavimą. Šiuo metu automatizuotam plokštelių tvarkymui, fotorezisto dengimui ir kitiems procesams atlikti reikalingi trijų ašių servo robotai, kurių pakartojamumo tikslumas yra ≤ ±0,01 mm. Pavyzdžiui, Vokietijos bendrovės „SÜSS MicroTec“ naudojami didelio tikslumo švariųjų patalpų robotai ne tik pasiekia absoliutų ±50 mikrometrų išdėstymo tikslumą, bet ir atitinka ISO 3–4 klasės švariųjų patalpų reikalavimus, apsaugodami plokšteles nuo statinės elektros ir dulkių pažeidimų. Šie... Robotinė rankaPaprastai naudojama Dekarto koordinačių konfigūracija, suporuota su C3 klasės rutuliniais sraigtais ir THK HSR serijos linijinėmis kreipiančiosiomis. Išankstinis įtempimas pašalina transmisijos laisvumą, užtikrindamas sklandų, be vibracijos judėjimą.

2. Tikslus medicinos prietaisų surinkimas

Gaminant mikromedicininius komponentus, tokius kaip širdies stentų įvedimo kateterių ir minimaliai invazinių chirurginių instrumentų surinkimas, detalių matmenys dažnai būna milimetrų skalėje, o tarpai tarp jų turi būti ≤0,02 mm. Didelio tikslumo trijų ašių servo robotinės rankos gali atlikti sudėtingas operacijas, tokias kaip kateterių sąsajų suvirinimas terminiu lydymu ir mikrodaviklių pozicionavimas bei tvirtinimas. Jų pakartojamumas kontroliuojamas nuo ±0,005 mm iki ±0,01 mm, be to, jose įmontuoti antistatiniai riešo dirželiai (ESD įvertinimas

3. Tikslioji elektroninių komponentų pakuotė

3C gaminių lustų montavimo ir PCB plokščių įdėjimo procesuose didelio tikslumo robotinės rankos turi pasiekti tikslų kaiščių ir kontaktų sulygiavimą, kurio pakartojamumas yra ±0,01 mm. Pavyzdžiui, mobiliųjų telefonų procesorių pakavimo procese, kai trijų ašių servo robotas paima lustą naudodamas siurbimo antgalį, jis turi atlikti koordinuotus X/Y/Z ašių judesius per 0,5 sekundės, kad tiksliai pastatytų lustą į nurodytą padėtį ant pagrindo, o nuokrypis būtų kontroliuojamas 5 mikrometrų tikslumu. Šie robotai dažnai naudoja integruotą pavaros ir valdymo sistemą, kuri per EtherCAT magistralę pasiekia milisekundžių lygio judesio atsaką, kad būtų užtikrintas tikslumas ir stabilumas veikiant dideliu greičiu.

III. Vidutinis tikslumo lygis: pagrindinės pramoninės taikymo sritys, kurias lemia ekonomiškumas

Vidutinio tikslumo trijų ašių servo robotai, kurių pagrindiniai privalumai yra „vidutinis tikslumas + kontroliuojamos išlaidos“, užima daugiau nei 70 % pasaulinės pramonės. Robotas Mrinkos dalis. Jie plačiai naudojami didelio masto gamybos scenarijuose, tokiuose kaip automobilių gamyba, 3C gaminių surinkimas ir liejimas. Jų tikslumas puikiai atitinka pagrindinius „didelio efektyvumo masinės gamybos + stabilios kokybės“ reikalavimus šiose situacijose.

1. Automobilių dalių gamyba

Automobilių suvirinimo ir salonų surinkimo procesuose vidutinio tikslumo robotai (kurių pakartojamumo tikslumas yra nuo ±0,05 mm iki ±0,1 mm) gali efektyviai atlikti tokius procesus kaip durų vyrių montavimas ir prietaisų skydelio padėties nustatymas. Pavyzdžiui, buitinis originalios įrangos gamintojas (OEM) naudoja trijų ašių NC robotą, kurio keliamoji galia yra tona. Didžiausia apkrova vienai kojai viršija 800 kg, o pakartojamumas yra

2. Vidutinės klasės 3C gaminių surinkimas

Tokiuose procesuose kaip mobiliųjų telefonų korpusų poliravimas ir nešiojamųjų kompiuterių varžtų tvirtinimas, vidutinio tikslumo robotinės rankos gali pasiekti ±0,02 mm iki ±0,05 mm pakartojamumą, taip patenkindamos detalių surinkimo reikalavimus. Pavyzdžiui, „Siweike“ „Lushan“ serijos trijų ašių servo robotinė ranka gali pakelti 3–8 kg ir yra suderinama su 80–420 tonų keliamąja galia. Įpurškimo liejimo mašinas. Jis automatizuoja mobiliųjų telefonų rėmelių išėmimą ir pradinį padėties nustatymą. „Huichuan“ servo sistemos ir integruotos pavaros bei valdymo konstrukcijos naudojimas sumažina įrangos sąnaudas ir užtikrina tikslumą. Tokiems procesams kaip varžtų tvirtinimas 200 W servovariklis su 1:5 planetiniu reduktoriumi gali tiksliai valdyti tvirtinimo sukimo momentą ir padėtį, užkertant kelią išardymui ar perveržimui, kuris galėtų pažeisti dalis.

3. Liejimo automatizavimas

Liejimo pramonėje tokiems procesams kaip gatavų gaminių išėmimas ir etikečių klijavimas formoje reikalingos robotinės rankos, kurių tikslumo reikalavimai svyruoja nuo ±0,03 mm iki ±0,1 mm. „Shini USA“ ST serijos trijų ašių servo robotai, ypač vienos rankos modelis, yra suderinami su 80–160 tonų liejimo mašinomis, o minimalus išėmimo laikas yra tik 1,3 sekundės, užtikrinant vienodą išdėstymą ir greitą plonasienių gaminių išėmimą. „Siweike SW7112DS“ modelis, kurio tuščiosios eigos ciklas yra 3,3 sekundės, yra suderinamas su 450 tonų didelio greičio liejimo mašinomis. Standartinė 5 kg keliamoji galia leidžia jam atlikti tiek gaminių išėmimą, tiek sudėtingas operacijas, tokias kaip etikečių klijavimas formoje, o tai demonstruoja vidutinio tikslumo robotinės rankos funkcinį lankstumą.

IV. Standartinis tikslumo lygis: esminių pagrindinės automatizacijos scenarijų aptarimas

Standartiniai tikslūs trijų ašių servo robotai daugiausia dėmesio skiria „pagrindinio padėties nustatymo užbaigimui ir sąnaudų kontrolei“. Jų pakartojamumas paprastai yra nuo ±0,1 mm iki ±0,5 mm. Jie daugiausia naudojami tais atvejais, kai nereikia didelio padėties tikslumo, pavyzdžiui, tvarkant, rūšiuojant ir paletuojant. Jie yra „pradinio lygio“ įranga, skirta pramoninių procesų automatizavimui.

1. Logistikos sandėliavimas ir rūšiavimas

Tokiose situacijose kaip greitojo pristatymo rūšiavimas ir elektroninės prekybos sandėliavimas, robotai turi sugriebti, klasifikuoti ir sukrauti pakuotes. Pakanka ±0,2 mm iki ±0,5 mm pakartojamumo. Šiose srityse dažnai naudojami cilindriniai koordinatiniai trijų ašių robotai, kurių θ ašies sukimosi diapazonas yra nuo 0° iki 360°. Kartu su vaizdo atpažinimo sistema jie gali greitai nustatyti pakuočių matmenis ir brūkšninio kodo informaciją, taip užtikrindami tikslų išdėstymą skirtingose ​​vietose. Jų perdavimo mechanizmas dažnai yra sinchroninis diržas, kainuojantis tik 1/3 rutulinio sraigto, pasižymintis mažu triukšmo lygiu, paprasta priežiūra ir tinkamumu 24 valandų nepertraukiamam darbui.

2. Maisto ir pakavimo pramonė

Maisto pakuočių ir gėrimų paletavimo srityje standartinės tikslios robotinės rankos gali automatizuoti maišelių ir butelių tvarkymą, paprastai reikalaujant ±0,3 mm iki ±0,5 mm tikslumo. Atsižvelgiant į maisto pramonės higienos reikalavimus, šios robotinės rankos dažnai naudoja nerūdijančio plieno korpusus ir maistinį tepalą, kad būtų išvengta užteršimo rizikos. Pavyzdžiui, greito paruošimo makaronų pakuočių gamybos linijoje trijų ašių servo robotinė ranka gali nuosekliai sudėti makaronų pyragėlius ir prieskonių pakelius į dėžutes, o apdorojimo našumas viršija 2000 dėžių per valandą, o tai žymiai pagerina rūšiavimo efektyvumą ir sumažina darbo sąnaudas.

3. Sunkiasvorių medžiagų tvarkymas

Sunkiosios pramonės aplinkoje, pavyzdžiui, kalimo ir liejimo, robotinės rankos turi apdoroti ruošinius arba gatavus gaminius, sveriančius ≥50 kg. Tokiu atveju tikslumo reikalavimą galima sumažinti iki ±0,1 mm iki ±0,3 mm, daugiausia dėmesio skiriant keliamajai galiai ir konstrukciniam stabilumui. Šio tipo robotinėse rankose paprastai naudojamas plieninės konstrukcijos korpusas ir hidrauliškai valdoma pavara. X/Y/Z ašių eiga pritaikoma pagal darbo sritį. Pavyzdžiui, automobilių ratų liejimo dirbtuvėse trijų ašių servo robotas gali išimti aukštos temperatūros ratus iš liejimo formos ir perkelti juos į aušinimo zoną, išvengdamas rankinio valdymo keliamos saugos rizikos.

V. Tiksliosios atrankos pagrindinė logika: sprendimų priėmimo sistema, subalansuojanti poreikius ir sąnaudas

Trijų ašių servo roboto tikslumo lygio pasirinkimas iš esmės reiškia pusiausvyros tarp „proceso reikalavimų, gamybos sąnaudų ir veiklos efektyvumo“ radimą. Šie trys pagrindiniai principai gali padėti įmonėms priimti pagrįstus sprendimus:

1. Pirmenybę teikite proceso tikslumui

Prieš pasirenkant, reikia aiškiai apibrėžti pagrindinių procesų tikslumo ribą: mikrooperacijoms, tokioms kaip puslaidininkių pakavimas, reikia pasirinkti didelio tikslumo modelį, kurio tikslumas yra ≤±0,02 mm; automobilių detalių surinkimui pakanka vidutinio tikslumo modelio; pagrindiniam medžiagų tvarkymui optimalus sprendimas yra standartinio tikslumo gaminys. Pavyzdžiui, spausdintinių plokščių litavimui reikalingas ±0,01 mm tikslumas, o logistikos rūšiavimui galima sušvelninti iki ±0,5 mm. Aklas didelio tikslumo siekimas tik sukels išlaidų švaistymą.

2. Apkrovos ir prisitaikymo prie aplinkos balansavimas

Tikslumas nėra vienintelis rodiklis; būtinas išsamus įvertinimas, pagrįstas apkrovos reikalavimais. Esant dideliems apkrovimams, net ir esant vidutiniams tikslumo reikalavimams, reikalingas vidutinio tikslumo modelis su didelio standumo konstrukcija. Švarių patalpų aplinkoje pirmenybė turėtų būti teikiama didelio tikslumo švarių patalpų robotams, o ne vien siekiama sumažinti sąnaudas. Pavyzdžiui, medicinos pramonėje vaistų rūšiavimui, nors ir reikalingas ±0,1 mm tikslumas (kuris patenka į vidutinio tikslumo diapazoną), reikalinga dulkėms atspari ir antistatinė konstrukcija – atrankos logika, kuri visiškai skiriasi nuo įprastų pramoninių scenarijų.

3. Bendrų gyvavimo ciklo sąnaudų apskaičiavimas

Didelio tikslumo roboto įsigijimo kaina yra maždaug 3–5 kartus didesnė nei standartinio tikslumo roboto, o priežiūros išlaidos (pvz., grotelių liniuotės kalibravimas ir harmoninių reduktoriaus keitimas) yra dar didesnės. Įmonės turi apskaičiuoti skirtumą tarp „sumažėjusio atliekų kiekio dėl pagerėjusio tikslumo“ ir „papildomų investicinių išlaidų“. Jei lustų pakavimo scenarijus lemia 5 % atliekų kiekį dėl nepakankamo tikslumo, papildomas investicijas į didelio tikslumo robotą galima atsipirkti per 3 mėnesius; tačiau įprastuose logistikos scenarijuose šios išlaidos yra visiškai nereikalingos.

Išvada

Tarp skirtingo tikslumo trijų ašių servo robotų nėra absoliutaus pranašumo ar prastumo; skirtumas slypi tik jų „tinkamumo įvairiems atvejams“ aspekte. Nuo mikronų lygio puslaidininkių gamybos iki metrų lygio logistinio rūšiavimo, tikslumo lygio pasirinkimas visada sukasi apie pagrindinę logiką – „atitikti proceso reikalavimus ir kontroliuoti pagrįstas išlaidas“. Tobulėjant servo pavarų ir aptikimo technologijoms, trijų ašių servo robotai pasiekia dvigubą proveržį „didelio tikslumo“ ir „mažos kainos“ srityse ir ateityje leis pasiekti tikslų tikslumą daugiau pramoninių scenarijų.

Trijų ašių servo robotas#Robotų rankena 250–350 t#3 ašių servo robotas#Ašinis servo robotas#Trijų ašių servo roboto ranka

Svetainė:https://www.zhiyirobotics.com/

El. paštas:sales@zhiyirobotics.com