В быстро меняющемся мире производственных линий литья под давлением выбор правильного оборудования для автоматизации напрямую влияет на эффективность, затраты и, в конечном итоге, на качество продукции. Когда речь заходит о роботизированных манипуляторах, в центре внимания часто оказываются шестиосевые шарнирные роботы и декартовы роботы (также называемые линейными роботами). Каждый из них имеет свои отличительные преимущества — подобно выбору между сковородой и кастрюлей для пасты для разных кулинарных задач — и выбор неправильного типа может привести к неэффективности.

Шестиосевые роботы: Непревзойденная гибкость

Шестиосевые шарнирные роботы получили свое название от шести независимых вращающихся осей, которые обеспечивают ловкость, близкую к человеческой руке. Эти роботы могут захватывать объекты практически под любым углом и достигать почти любой точки в пределах своей рабочей зоны. Эта исключительная универсальность позволяет им выполнять различные операции, включая загрузку/выгрузку, передачу деталей, декорирование, сборку и проверку. Они могут даже сотрудничать с декартовыми роботами для достижения более сложных рабочих процессов автоматизации. Множество вариантов монтажа и постоянно улучшающаяся скорость и простота программирования еще больше повышают их адаптивность.

Сила шестиосевых роботов

Основная сила шестиосевых роботов заключается в их превосходной гибкости. Их конструкция имитирует человеческую руку, имея вращающееся основание, похожее на плечо, шарнирные соединения, похожие на локоть, и многонаправленный «запястье». Эта структура обеспечивает исключительную свободу движений, позволяя точно захватывать и размещать детали в различных ориентациях. Следовательно, шестиосевые роботы стали одной из самых распространенных конструкций в общих промышленных применениях, широко используемых для сварки, покраски, обработки материалов, лазерной резки, склеивания, сборки, контроля качества и, что критически важно, извлечения деталей при литье под давлением.

Проблемы программирования и технологические достижения

Однако такая высокая степень гибкости требует столь же мощных систем управления для поддержки разнообразных приложений. Исторически сложилось так, что программирование шестиосевых роботов для таких задач, как извлечение деталей, было сложнее, чем программирование декартовых роботов, которые обычно поставляются с системами управления, специфичными для литья под давлением, предлагающими более интуитивное программирование. Даже простые линейные движения с шестиосевыми роботами требовали скоординированного движения по нескольким суставам, что заставляло некоторых литейщиков полагать, что для программирования и обслуживания требуется специализированный персонал.

Эта ситуация меняется. Например, шарнирные роботы серии 6X от Sepro теперь используют ту же систему управления Visual, что и их декартовы аналоги. Благодаря упрощенному программированию «захват-и-размещение» пользователи просто определяют ключевые точки (захват, проверка качества, выгрузка, штабелирование и т. д.) и вручную «обучают» траекторию робота. Траектории (линейные или криволинейные) рассчитываются автоматически. В результате литейщики теперь находят шестиосевые роботы значительно проще в программировании и эксплуатации, что позволяет им оценивать декартовы и шарнирные конфигурации исключительно на основе требований к применению.

Пространственные соображения и гибкость монтажа

Еще одна распространенная проблема с шестиосевыми роботами — использование напольного пространства. Декартовы роботы обычно монтируются над фиксированной плитой литьевой машины, работая в основном над машиной и рядом с ней, чтобы сэкономить ценное напольное пространство. Шестиосевые роботы чаще всего монтируются на полу рядом с машиной — это преимущество в помещениях с ограничениями по высоте, но они требуют больше места на полу. Обычно они работают с одной стороны (обычно сзади машины, чтобы не мешать панелям управления).

Однако шестиосевые роботы не ограничиваются напольным монтажом. В зависимости от применения и окружающей среды они также могут монтироваться над пресс-формами, на фиксированных плитах, на близлежащих стенах или даже на потолках. Например, при литье под давлением с вертикальным зажимом напольные шестиосевые роботы могут легко получать доступ к нескольким станциям на вращающихся столах без помех от вертикального зажима.

Дополнительные ключевые соображения

• Скорость: Хотя шестиосевые роботы значительно улучшили свою скорость — часто сравниваясь с декартовыми роботами во многих движениях — декартовы роботы балочного типа, как правило, быстрее при входе/выходе из формовочного пространства для извлечения деталей. Это объясняет, почему большинство высокоскоростных применений литья под давлением предпочитают декартовы балочные роботы или специализированные устройства бокового ввода.
• Грузоподъемность: Самый большой балочный робот Sepro обрабатывает около 90 кг (деталь + EOAT). Для сравнения, самый большой шестиосевой робот, разработанный для эквивалентных размеров машин, справляется с 113 кг или более, в зависимости от требуемого вылета. Максимальная полезная нагрузка обычно уменьшается с увеличением вылета.
• Стоимость: Хотя стоимость шестиосевых роботов снизилась, декартовы роботы с сервоприводными запястьями обычно остаются примерно на 30% дешевле шестиосевых.

Совместная автоматизация: Объединение сильных сторон

Декартовы и шестиосевые роботы не являются взаимоисключающими — они могут работать вместе. Например, балочный робот, установленный на машине, может извлекать детали, а затем передавать их шестиосевому роботу для вторичных операций. Этот комбинированный подход оказывается идеальным, когда циклы литья под давлением относительно коротки, но последующие процессы многочисленны, сложны или трудоемки.

Перспектива совместных роботов (коботов)

В области пластмасс совместные роботы (коботы) в значительной степени напоминают шестиосевые шарнирные роботы, но включают датчики и функции для обнаружения присутствия человека и предотвращения опасных движений. Сторонники подчеркивают большую гибкость и более простое программирование коботов по сравнению со стандартными шестиосевыми роботами. Однако традиционные шестиосевые роботы, как правило, превосходят коботов по скорости и грузоподъемности, в то время как основные недостатки коботов включают ограниченную портативность и необходимые меры безопасности.

Партнерство Sepro Group с Universal Robots — лидером рынка коботов — помогает литейщикам пластмасс легче интегрировать коботы. Оснащая ведущие коботы системами управления Visual, Sepro обеспечивает бесшовную интеграцию с другими роботами Sepro и литьевыми машинами.

Sepro также разработала гибридное решение — концепцию SeproBot — используя традиционные шестиосевые или декартовы роботы внутри защитных ограждений с точками доступа, защищенными датчиками. Обычно работая на полной скорости, эти системы замедляются или останавливаются только тогда, когда люди входят в защищенные зоны, возобновляя полную скорость после их ухода. Это позволяет SeproBots работать в два-три раза быстрее обычных коботов, сохраняя при этом безопасное взаимодействие человека и робота.

Точно так же, как декартовы и шарнирные роботы могут сотрудничать для интеграции подачи машины с последующими операциями, коботы с управлением Visual могут обеспечить безопасные, открытые многороботные конфигурации для различных процессов, включая периферийные операции или передовые ячейки автоматизации.