Siódma oś znacząco zwiększa funkcjonalność i wydajność robota podczas pracy na wielu stanowiskach roboczych lub maszynach.
Siódma oś w robocie oznacza dodatkowy stopień swobody, gdy jest on zamontowany na prowadnicy liniowej. Umożliwiając robotowi poruszanie się w linii prostej w poziomie lub w pozycji odwróconej, prowadnica rozszerza zasięg działania poza standardowe 6-osiowe możliwości robota. Siódma oś znacząco zwiększa funkcjonalność i wydajność robota podczas pracy na wielu stanowiskach roboczych lub maszynach, podczas montażu dużych części czy wykonywania różnych zadań, takich jak obsługa maszyn, sortowanie i kompletowanie, testowanie i kontrola, pakowanie itp. W bardziej skomplikowanych operacjach technologicznych często eliminuje potrzebę zastosowania kolejnego robota czy nawet kilku dla ich realizacji.
Oszczędność kosztów zautomatyzowanych operacji
Standardowe sześcioosiowe ramię robota antropomorficznego wykonuje całość zadań związanych z przenoszeniem materiałów z wysoką precyzją. Dlatego w branży meblarskiej znajdują zastosowanie roboty sześcioosiowe w celu ograniczenia powtarzalnych zadań ręcznych i zwiększenia wydajności przepływu pracy.
– Dodanie siódmej osi do systemu robotycznego zapewnia korzyści systemu sześcioosiowego plus większy stopień swobody manewru podczas złożonych zadań – podkreśla Kamil Niemyjski z firmy igus. – Większa elastyczność pozwala na stworzenie robotów „wahadłowych” czy robotów wielozadaniowych i ich ruch na szynie, tam i z powrotem. Siódma oś zwiększa obszar operacyjny. Pozwala przenosić zarówno lekkie, jak i ciężkie ładunki, również z dużą prędkością.
Dodanie siódmej osi przynosi wiele korzyści, choćby w procesie produkcji mebli. Pozwala na przykład na sięganie do obiektu w głąb, albowiem następuje zwiększenie przestrzeni roboczej ramienia robota. Możliwe jest zwiększenie przestrzeni roboczej nawet o 400 proc. W rezultacie firmy mogą używać mniejszego, tańszego robota do wykonywania tych samych czynności, wykonywanych zwykle przez większe roboty.
Skoro ten sam robot może obsługiwać więcej maszyn i procesów, to uzyskuje się większą wydajność. W związku z tym następuje redukcja ogólnych kosztów. Połączenie bowiem zwiększonego zakresu ruchu, większego wykorzystania mniejszych, tańszych robotów i zdolność do obsługi kilku stanowisk pracy oznacza dużą oszczędność kosztów zautomatyzowanych operacji.
Dostawa w zestawie
Powszechnym rozwiązaniem jest unieruchomienie kilkuosiowych robotów, przez przymocowanie ich do podłoża w ustalonej pozycji, aby mogły pracować w określonej przestrzeni roboczej. Dodanie siódmej osi zdecydowanie zmienia ten stan, ponieważ siódma oś to gotowy napęd liniowy służący do przemieszczania robotów wzdłuż osi liniowej. Systemy te umożliwiają robotom współpracującym przemieszczanie się wzdłuż prowadnicy liniowej do innych stanowisk roboczych i komórek, w celu wykonania innych zadań.
Praktycznie wszystkie lekkie roboty przegubowe o masie w zakresie 10-50 kg lub – w zależności od dynamiki – o udźwigu 2-20 kg, mogą być wyposażone w siódmą oś. W przypadku rozwiązania firmy igus dostarczany jest system gotowy do podłączenia. Składa się on z napędu liniowego z paskiem zębatym drylin ZLW o długości do 6 metrów. Napędy są zbudowane w oparciu o dwie równoległe aluminiowe szyny, które można montować na podłodze, ścianach lub suficie. Stolik liniowy z paskiem zębatym, wyposażony w silnik krokowy, zapewnia dokładność pozycjonowania na poziomie 0,3 mm.
Zestaw zawiera e-prowadnik do zabezpieczenia i prowadzenia przewodów, zestaw do integracji szafy sterowniczej z przewodami oraz sterowniki silników wraz z odpowiednim oprogramowaniem. Ponadto znajduje się w nim odpowiedni adapter, który igus dostosowuje do właściwej geometrii wykorzystanego robota. Wszystkie komponenty są idealnie dopasowane, dzięki czemu można szybko uruchomić system i korzystać z mobilności.
System działa w pełni bezobsługowo. Wózki poruszają się po aluminiowych szynach, wykorzystując zalety technologii liniowej drylin. Wysokowydajne tworzywo sztuczne, z którego wykonane są same łożyska, umożliwia bezobsługową pracę na sucho, jednocześnie gwarantując niskie tarcie.
Sterowanie do różnych robotów
Czy siódma oś jest łatwa w integracji i możliwa do zastosowania we wszystkich robotach?
– Tak, bo siódma oś w systemie to prowadnica bezsmarowa drylin W, razem z wózkiem w rozstawie 200 mm i wózkiem o długości 300 mm – zapewnia Kamil Niemyjski. – Standardowe skoki robocze to 500 i 3000 mm. Do tego przekładnia planetarna dobierana do obciążenia i prędkości. Standardowe przełożenia wynoszą 5 i 20, ale mogą być 3, 10, 15 i 40, żeby uzyskać większą prędkość czy siłę, kosztem prędkości ruchu. Można zastosować silnik krokowy lub z enkoderem, a opcjonalnie – z hamulcem. Wybór silnika zależy od potrzeb danej aplikacji lub wielkości robota i wysięgu, na jakim robot musi pracować w siódmej osi. W komplecie jest zawsze adapter z otworami do montażu odpowiedniego robota oraz adapter do prowadnika kablowego. Jest oferowany oddzielnie, bo musi być dostosowany do różnych przewodów.
Dostępne są standardowe aplikacje do sterowania robotów poszczególnych producentów, np. Universal Robots z adapterami URS3, UR5, UR10 i UR16 oraz do robotów Epson Scara T3, Scara T6, ProSix VT6-9015. Są one zintegrowane z szafą sterowniczą.
Robot poza obszarem roboczym
Korzyścią płynącą z dodania siódmej osi do robota jest możliwość łatwego przeniesienia jednostki na inne stanowisko robocze, co eliminuje potrzebę stosowania dodatkowych robotów. Umożliwia to również umieszczenie robota poza obszarem roboczym, co jest zgodne z wymogami bezpieczeństwa.
– Zaletą dodania takiej osi jest stworzenie mniejszemu robotowi możliwości wykonywania zadań robota o większym ramieniu/zasięgu – przekonuje Kamil Niemyjski. – Są one w stanie wykonywać zadania, które są powtarzalne, a nawet niebezpieczne dla człowieka. To powoduje szeroki obszar zastosowania siedmioosiowego robota współpracującego, do takich aplikacji, jak malowanie, powlekanie, paletyzacja, pick-and-place, przenoszenie z/na transportery oraz w magazynach i obiektach logistycznych. I co ciekawe, taki siedmioosiowy robot może pracować do góry nogami, podwieszony u sufitu. Systemy siódmej osi montuje się bowiem zarówno poziomo, jak i pionowo, w zależności od potrzeb. Mniejsze systemy siedmioosiowe mogą być nawet montowane na wózku sterowanym automatycznie, co zapewnia jeszcze większą elastyczność.
Wspierają automatyzację
Jednym z najbardziej powszechnych systemów do przemieszczania mniejszych robotów, takich jak Universal Robots, są systemy liniowe. Ich napęd zbudowany jest w oparciu o pasek zębaty. Natomiast siódma oś drylin firmy igus wykorzystuje samosmarujące polimerowe łożyska ślizgowe, co czyni je idealnymi do pracy w zanieczyszczonym środowisku i eliminuje potrzebę smarowania. Inną zaletą systemów siódmej osi z łożyskami ślizgowymi jest to, że zazwyczaj wykorzystują one aluminiowe szyny prowadzące, które są znacznie lżejsze niż systemy oparte o klasyczne prowadnice z łożyskami tocznymi. W przypadku większych robotów, z wysokimi obciążeniami poprzecznymi, zaleca się jednak stosowanie liniowych łożysk kulkowych. Niezależnie od rodzaju napędu, zastosowanie dodatkowej osi liniowej powoduje, że roboty stają się bardzo mobilne i pozwalają realizować wiele zadań z zakresu automatyzacji produkcji czy montażu.
~bej
