BLOG

Robotyka a zastosowania wieloosiowe. Co warto wiedzieć?

Wieloosiowe zastosowania w robotach to dziś zarówno małe rozwiązania technologiczne o dużej indywidualizacji po duże maszyny zapewniające paletowanie. Sektor ten konsekwentnie się rozwija wykorzystując innowacje techniczne – od używania systemów wizyjnych po poszerzanie zasięgu ruchów generowanych przez robota.

Możliwości robotyzacji to – patrząc z perspektywy zakładu produkcyjnego – okazja do wyraźnego podniesienia parametrów wydajności oraz ogólnej jakości produkcji. Jednocześnie przekłada się na specyfikę pracy. Potencjał robotyki wieloosiowej z jednej strony poprawia ogólne warunki produkcji. Umożliwia również ograniczenie wydatków związanych z gospodarką ludzką – wieloosiowy robot, zastępując człowieka na etapie wytwarzania danego elementu to istotny czynnik ekonomiczny.

Ile osi potrzebuje robot?

To pytanie, które od dekad budzi emocje. Z jednej strony naturalne jest, że podstawą działania sprzętu są trzy płaszczyzny, które zwizualizować można jako:

  • X – długość
  • Y – głębokość
  • Z – wysokość.

Oczywiście równie naturalne jest dążenie do tego, by liczbę osi zwiększać. Wpływa to jednak na komplikację układu, a w sensie robotyki – zwiększenie możliwości, ale i ceny maszyny. Obecnie przyjąć można, że zdecydowana większość robotów działa w oparciu o trzy do siedmiu osi.

Co jednak kryje się w samym określeniu osi? To nic innego jak możliwość działania – płaszczyzna, w której urządzenie jest w stanie dokonywać ruchów poprzez manipulator. Jeśli więc robot działa w oparciu o wspomniane trzy płaszczyzny XYZ, jest robotem trzyosiowym. Im więcej ma możliwości swobody, tym szersze są możliwości robota w zakresie docierania do poszczególnych punktów dookoła.

Roboty trzyosiowe – określa się je również jako kartezjańskie lub SCARA – to dziś standard wykorzystywany przy prostych działaniach opartych głównie na schemacie pick&place. Jak względem nich działają roboty wieloosiowe uznawane za przyszłość automatyki?

Roboty wieloosiowe a ich możliwości zastosowania

Rozpoznanie ilości osi robota możliwe jest dzięki sprawdzeniu liczby jego silników. Choć w naturalny sposób są połączone z główną ramą, a producenci dbają o szczególną estetykę – np. skrycie ich tak, by na pierwszy rzut oka były niewidoczne – można rozpoznać osiowość urządzenia poprzez liczbę wykorzystanych w nich elementów maskujących. Wieloosiowe zastosowanie w robotach to rozwiązania najczęściej opierające się na sześciu płaszczyznach – z możliwością rozbudowy do 10. Cechy charakterystyczne takich rozwiązań to:

  • praca w dowolnym punkcie przestrzeni, która znajduje się w ich zasięgu
  • możliwość zmian – rozbudowa o dodatkowe osie, które są instalowane na końcówce ramienia
  • wykorzystywanie zróżnicowanych końcówek mocowanych na zakończeniu tej kiści.

Dodatkowo należy pamiętać, że automatyka przemysłowa coraz bardziej wykorzystuje możliwość dodatkowego montażu robota na napędzanym pasie.

Osie robotów – konstrukcja a potencjał

Wieloosiowość robotów sprawia, że znacząco zwiększają się ich możliwości realizacyjne. Jak wygląda to w praktyce?

Roboty 4-osiowe

Zbliżone są do odpowiedników 3-osiowych, a wartością dodaną jest opcja obrotu manipulatora. W ten sposób cztery osie pozwalają na zachowanie większej precyzji w sytuacji, gdy produkcja zakłada nie tylko działanie w formacie XYZ, ale też konkretne położenie przedmiotu.

Roboty 5-osiowe

Zdecydowanie bardziej zaawansowane urządzenia, które doceniane są w różnych gałęziach przemysłu. Oprócz standardowego działania w układzie XYZ, również element manipulujący może obracać się w układzie osi YZ. W efekcie urządzenie pozwala na zdecydowanie szersze zastosowanie niż w przypadku wariantów 4-osiowych.

Roboty 6-osiowe

Swobodne działanie manipulatora oraz zakres trzech podstawowych osi daje szczególnie szeroki dostęp zasięgu roboczego. W ten sposób przestrzeń działania jest bardzo rozbudowana. Ogranicza ją tylko długość zasięgu samych elementów konstrukcyjnych. W ten sposób roboty sześcioosiowe są idealnym rozwiązaniem w kontekście przemysłu.

Roboty 7-osiowe

Choć wydaje się, że sześć osi w pełni wystarcza do wszystkich działalności dodatkowa, siódma oś jest istotna dla bardziej zaawansowanych zadań. Przekłada się na np. precyzję umieszczania elementu w powietrzu.

Wieloosiowość na poziomie kilkunastu elementów

Roboty wieloosiowe posiadające więcej niż 10 elementów są relatywnie rzadkie w porównaniu do standardowych wariantów opartych na sześciu płaszczyznach. To już raczej platformy o dużym stopniu rozbudowania konstrukcji pod kątem określonych zadań.