Sisteme de manipulare carteziene - comparaţie cu roboţii convenţionali

Automatizari

de Mirela Ficleanu

Sisteme de manipulare carteziene - comparaţie cu roboţii convenţionali

Când devine rentabilă utilizarea sistemelor de manipulare?

Tendinţa pentru soluţiile de asamblare şi manipulare este de a trece de la roboţii convenţionali universali (cu braţe articulate) către soluţii specializate, mai eficiente din punct de vedere energetic şi al costurilor. Acest lucru este explicabil, având în vedere faptul că roboţii convenţionali ocupă volume destul de mari, oferind, în majoritatea cazurilor, mai multe funcţii şi grade de libertate decât sunt, cu adevărat, necesare în aplicaţiile respective.

 

Fie că e vorba de sisteme exclusiv electrice, pneuma­tice şi servopneumatice, ori o combinaţie de echipamente electro-pneumatice, sistemele 2D sau 3D se pot adapta foarte bine multor tipuri de aplicaţii, atât cu deplasări liniare cât şi de rotaţie, rezultând o eficienţă mai bună din punct de vedere al costurilor şi al consumurilor de energie.

Standardele DIN clasifică sistemele de manipulare carteziene drept roboţi industriali cu 4-6 grade de libertate.

„Un robot industrial este un manipulator, cu trei şi mai multe grade de libertate, reprogramabil şi controlat în mod automat, care poate fi fix sau mobil, pentru utilizarea în aplicaţii de automatizări industriale” (DIN EN ISO 8373).

 

Cu toate acestea, spre deosebire de un robot convenţional (braţ articulat), sistemele de manipulare carteziene necesită un spaţiu mai redus de deplasare şi se pot adapta mai uşor oricăror condiţii. Din punctul de vedere al cinematicii, sistemele de manipulare se pot adapta cerinţelor aplicaţiei, în contrast cu roboţii, unde aplicaţia trebuie să se adapteze în funcţie de limitările mecanice sau cinematice ale acestora.

Aceste sisteme carteziene nu necesită, practic, niciunul dintre compromisurile întâlnite, adesea, în aplicaţiile cu roboţi convenţionali, unde aplicaţia trebuie să se adapteze / limiteze la capacităţile şi gabaritul robotului.

Trecerea la standardizare şi utilizarea de componente de uz general produse în masă, permit ca soluţia carteziană, personalizată, să fie mai  atractivă din punct de vedere economic.

 

Electrice, pneumatice, combinaţii

Cu sistemele de manipulare carteziene, diferitele tehnologii de acţionare pot fi combinate în mod optim. Unităţile pneumatice, electrice, sau servopneumatice sunt selectate pentru fiecare axă, în vederea obţinerii unei combinaţii eficiente pentru fiecare aplicaţie, din punct de vedere al consumurilor, dinamicii şi al funcţionalităţii.

Programarea

Complexitatea programării unui manipulator depinde de funcţiile sale: dacă sistemul necesită doar câteva puncte în care trebuie să se poziţioneze, comanda cu un PLC este suficientă. Acest lucru este un avantaj, mai ales în cazul în care beneficiarul doreşte un limbaj de programare unitar în întreaga sa fabrică.

 

Programarea unui sistem, unde se cere doar pozi­ţionarea într-o serie de puncte, este cu atât mai uşoară, datorită controller-ului. Acesta poate memora o serie de puncte, iar PLC-ul le poate apela prin ieşiri digitale.

Astfel, programatorul nu mai este nevoit să controleze întreaga deplasare a manipulatorului, ci doar să trimită semnale digitale către controller.

 

Desigur că numărul de puncte pe care le poate memora controller-ul este limitat (maxim 255), dar este suficient de mare pentru a acoperi majoritatea aplicaţiilor.

Dacă sistemul trebuie să respecte anumite traiectorii (de ex. aplicarea de adezivi pe un anumit contur de suprafaţă), este necesară programarea manipulatorului în aceeaşi manieră ca şi la roboţii convenţionali.

 

Eficienţa energetică

Noţiunea de eficienţă energetică este analizată încă din stadiul de selecţie a sistemului. Dacă aplicaţia necesită poziţionări în diferite puncte, mişcarea robotului articulat, pe fiecare axă, trebuie să fie realizată în buclă închisă şi să fie compensată şi forţa gravitaţională.

 

În sistemele carteziene, de obicei, doar axa verticală, Z, este cea care aplică forţa necesară prinderii şi susţinerii obiec­tului în timpul manipulării. Pentru a reduce costurile, se recomandă ca această acţiune să fie realizată cu echipamente pneumatice, pentru că marele lor avantaj este că în momentul în care obiectul de manipulat a fost fixat, consumul de energie pe axa respectivă devine 0.

 

Un alt avantaj, din punct de vedere al eficienţei energe­tice, este faptul că axa Z are o greutate redusă, ceea ce duce la folosirea unor echipamente (axă şi motor electric) din game mai mici pentru axele X şi Y. În acest mod, reducerea sarcinii efective a manipulatorului duce la o reducere a consumurilor energetice.

 

Rezumat: care sunt beneficiile sistemelor carteziene de manipulare?

În multe cazuri este mai eficient şi mai economic să se utilizeze sisteme de manipulare în locul roboţilor convenţionali.

Pentru o întreagă gamă de aplicaţii este posibilă proiectarea unui sistem de manipulare ideal din punctul de vedere al consumurilor, al preţului şi al funcţionalităţii. 

Beneficii:

  • Sistemele sunt concepute să respecte solicitările fiecărei aplicaţii, cu o traiectorie şi o dinamică optimizate;
  • Modul în care sunt structurate, din punct de vedere mecanic, fac aceste sisteme uşor de programat, pe module (ex: o singură axă trebuie activată pentru o mişcare verticală);
  • Dat fiind faptul că aceste sisteme sunt proiectate customizat (adaptate aplicaţiei), ţinându-se cont de parametrii aplicaţiei, manipulatoarele sunt optimizate din punctul de vedere al spaţiului de instalare, al funcţionalităţii, al consumurilor şi al preţului; 
  • Echipamentele standard, de catalog, produse în masă, permit sistemelor de manipulare carteziene să fie o alternativă mai atractivă din punctul de vedere al preţului faţă de roboţii convenţionali.

 

Oferta Festo pentru aceste sisteme mecatronice cuprinde: componente, module, sisteme şi/sau software. Sistemele combină toate tipurile de echipamente: pneumatice, servopneumatice şi electrice, pentru manipulare, adaptate la sarcina dumneavoastră. Indiferent de mediul
de control utilizat, sistemele Festo oferă interfeţele cores­punzătoare.

 

Sistemele mecatronice Festo:

  • Garantează compatibilitatea mecanică şi electrică a echipamentelor de la toate nivelurile. Toate unităţile pneumatice şi electrice sunt echipate cu interfeţe adecvate pentru  transmisia de date şi de energie, reuşind  astfel unirea diferitelor tehnologii într-un singur sistem. Această caracteristică permite, de asemenea, sistemelor de manipulare şi de poziţionare complexe să fie comisionate uşor şi în condiţii de siguranţă.
  • Sunt compuse din module ce aparţin unui portofoliul cuprinzător, multi-dimensional de unităţi liniare şi rotative, precum şi o mare varietate de elemente de prindere, mecani­ce şi cu vid. Ele oferă o serie de beneficii, cum ar fi: viteză sporită de manipulare, precizie ridicată, etc. 

Mirela Ficleanu este Director Marketing FESTO



Accept cookie

www.ttonline.ro utilizează fişiere de tip cookie pentru a personaliza și îmbunătăți experiența ta pe Website-ul nostru.

Te informăm că ne-am actualizat politicile pentru a integra în acestea și în activitatea curentă a www.ttonline.ro cele mai recente modificări propuse de Regulamentul (UE) 2016/679 privind protecția persoanelor fizice în ceea ce privește prelucrarea datelor cu caracter personal și privind libera
circulație a acestor date. Înainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru, te rugăm să aloci timpul necesar pentru a citi și înțelege conținutul Politicii de Cookie.

Prin continuarea navigării pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizării fişierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Îți mulțumim pentru acest accept și nu uita totuși că poți modifica în orice moment setările acestor fişiere cookie urmând instrucțiunile din Politica de Cookie.


Da, sunt de acord