Roboty YAMAHA do zastosowań specjalnych

| Prezentacje firmowe Roboty

Roboty przemysłowe coraz częściej wspomagają pracę człowieka w zadaniach żmudnych i powtarzalnych. Najczęściej o ich wdrożeniu do linii produkcyjnych decydują takie czynniki, jak zwiększenie wydajności, zmniejszenie kosztów czy poprawa jakości. Są jednak rodzaje działalności, w których na plany dotyczące automatyzacji mogą wpływać nie tylko kwestie ekonomiczne, ale również względy bezpieczeństwa oraz dbałość o zachowanie czystości. Przyjrzyjmy się robotom przemysłowym z oferty firma YAMAHA, przeznaczonym do szczególnych typów zastosowań.

Roboty YAMAHA do zastosowań specjalnych

W środowiskach produkcyjnych i usługowych, w których z natury prowadzonej działalności nieunikniona jest obecność w powietrzu znaczących ilości kurzu, pyłu czy skroplonej wody, nie ma możliwości bezpiecznego wykorzystania konwencjonalnych typów robotów przemysłowych. Niepożądane cząstki, dostając się pod ich obudowę, niemal na pewno spowodują awarię precyzyjnego urządzenia.

Stosowanie robotów przemysłowych w konwencjonalnych konfiguracjach bywa jednak wykluczone również w środowiskach o wysokim stopniu czystości. Tym razem na odwrotnej zasadzie – to wydostające się spod obudowy urządzenia cząstki pochodzące np. z klejów, uszczelek czy elementów zużywanych mogą zanieczyścić pomieszczenie i zniszczyć rezultaty prowadzonych tam prac. Podstawowym warunkiem zastosowania maszyn w pomieszczeniach czystych jest wyposażenie ich w odpowiedni stopień ochrony IP (International Protection Rating), przy czym parametr, który najczęściej określa zakres ochrony urządzeń, rozpatrywany jest wówczas w przeciwnym niż zazwyczaj kierunku, informując o stopniu szczelności samego sprzętu.

Dla rozwiązania powyższych problemów opracowano specjalne serie robotów przemysłowych przeznaczonych do stosowania w tzw. warunkach ciężkich oraz w pomieszczeniach typu cleanroom. Uogólniając, są to urządzenia, których mechanizmy, a w szczególności obudowy zostały w dodatkowy sposób uszczelnione – tak by zabezpieczyć ich wnętrze lub środowisko pracy przed przenikaniem szkodliwych czynników. W przypadku konstrukcji przeznaczonych do stref czystych stosuje się również wytwarzanie wewnątrz robota podciśnienia, aby zmniejszyć ryzyko emitowania cząstek na wypadek nie w pełni szczelnych połączeń elementów ruchomych. Obudowy, oprócz dużej szczelności, są też projektowane w taki sposób, aby nie było w nich załamań czy zakamarków, w których mogłyby zbierać się drobiny kurzu. Ich powierzchnie są dodatkowo malowane specjalnymi farbami nieemitującymi żadnych cząstek do środowiska. Alternatywnie wykonuje się je z materiałów takich jak stal nierdzewna czy polerowane aluminium, aby umożliwić łatwe czyszczenie środkami chemicznymi używanymi w pomieszczeniach czystych.

W dalszej części przyjrzymy się ofercie robotów przemysłowych firmy YAMAHA, w zakresie dostępnych serii przeznaczonych do pracy w warunkach ciężkich oraz serii do pomieszczeń czystych.

 
Fot. 1. Zabezpieczenia złączy

Praca w warunkach ciężkich

YAMAHA dostarcza roboty typu SCARA, przeznaczone do pracy w warunkach o dużym natężeniu pyłów lub tam, gdzie rozpraszana jest woda.

W serii YK-XGP zastosowano uszczelnienia i konstrukcję pozwalające robotom na funkcjonowanie w pomieszczeniach odpowiadających klasyfikacji IP 65 – co oznacza ochronę przed ciałami stałymi na poziomie 6 (odporność na pyły), oraz przed wtargnięciem wody na poziomie 5 (odporność na wodę z każdego kierunku pod ciśnieniem do 30 kPa, w natężeniu do 12,5 l/min, w czasie do 3 min).

Serię oparto o charakterystyczną dla większości robotów YAMAHA technologię bezpaskową. Konstrukcja ta została osiągnięta dzięki zastosowaniu bezpośredniego sprzężenia osi ZR. Drastycznie redukuje to ruch stratny, utrzymując dużą dokładność i eliminując ryzyko awarii urządzenia bądź utraty precyzji w wyniku rozciągnięcia lub pogorszenia z biegiem czasu stanu paska. Pozwala to na zmniejszenie częstotliwości serwisu urządzenia, co ma niebagatelne znaczenie dla wielu typów produkcji – w tym tych prowadzonych w warunkach ciężkich.

W skład serii robotów YAMAHA SCARA YK-XGP wchodzi aż dwanaście modeli o różnych parametrach: z długością ramienia od 250 do 1000 mm i o maksymalnym udźwigu od 5 do 18 kg.

Praca w pomieszczeniach czystych – cleanroom

YAMAHA dostarcza też roboty typu SCARA oraz roboty jednoosiowe przeznaczone do pracy w pomieszczeniach czystych.

Zależnie od wymaganego poziomu czystości dostępne są dwie serie: YK-XC – utrzymująca klasę ISO 4, oraz YK-
XGC – utrzymująca bardzo wysoką klasę ISO 3.

Pomieszczenia czyste (cleanroom) są to odizolowane przestrzenie, w których, dzięki zastosowaniu odpowiednich systemów filtracji i wentylacji oraz procedur korzystania z tych powierzchni, utrzymywane są określone parametry czystości powietrza.

 
Fot. 2. Osłony mieszkowe (harmonijkowe)

Czystość powietrza powszechnie wyrażana jest w oparciu o dziewięciostopniową skalę wynikającą z normy ISO 14644-1, określającą wielkość i maksymalną dopuszczalną liczbę cząstek-zanieczyszczeń na metr sześcienny powietrza. Jest to skala malejąca, gdzie klasa ISO 9 pozostaje normą najmniej restrykcyjną, a ISO 1 najbardziej restrykcyjną i, co za tym idzie, najtrudniejszą do uzyskania. W praktyce najczęściej stosowane są pomieszczenia czyste w klasie 8 i 7.

Roboty obu wspomnianych serii zaprojektowano tak, by zredukować wydostawanie się cząstek stałych z ich wnętrza i z ich powierzchni. Elementy mechaniczne zostały tu w pełni obudowane pokrywami wykonanymi z tworzyw o zmniejszonej emisji pyłu, a elementy ruchome dokładnie uszczelniono. Oś Z zabezpieczono osłoną mieszkową (harmonijkową). We wnętrzu robota wytwarzane jest podciśnienie zapobiegające wydostawaniu się cząstek, jakie mogłyby być generowane przez współpracujące elementy ruchome i degradujące się elementy zużywalne, uszczelki czy też smary.

W skład serii YK-XGC i YK-XC wchodzi aż dwanaście modeli o różnych parametrach: z długością ramienia od 180 do 1000 mm i o maksymalnym udźwigu aż do 20 kg.

Z wyjątkiem dwóch modeli, we wszystkich tych robotach zastosowano konstrukcję bezpaskową, omówioną wcześniej. Dodatkową zaletą tej technologii jest wyeliminowanie ryzyka przedostawania się do atmosfery cząstek stałych, pochodzących ze zużywającego się paska.

Poza seriami robotów typu SCARA ofertę firmy YAMAHA przeznaczoną do pomieszczeń typu cleanroom tworzy szeroki zakres robotów jednoosiowych i kartezjańskich.

Doskonałym przykładem może być seria urządzeń jednoosiowych FLIP-XC, o długości skoku od 50 do 2050 mm. Dzięki wytwarzanemu podciśnieniu i zabezpieczeniom powierzchni suwnej ze stali nierdzewnej potrafią one pracować nawet w pomieszczeniach utrzymujących klasę czystości ISO 3. Ich maksymalny udźwig to 120 kg, przez co mogą stanowić podstawę dla innych robotów – np. typu SCARA, rozszerzając ich zasięg.

Zbigniew Proch


Kierownik Działu R&D RENEX Group

  • Gdzie znajdują zastosowanie tzw. roboty do pomieszczeń czystych?

Rosnący poziom automatyzacji coraz szybciej wkracza w kolejne obszary produkcyjne. Naturalne więc staje się coraz większe zapotrzebowanie również na automatyzację produkcji, która odbywa się w pomieszczeniach czystych (cleanroom). Wszystkie układy scalone używane np. w elektronice konsumenckiej są wycinane z delikatnych płytek krzemowych, a proces ten niewątpliwe wymaga przeprowadzenia w warunkach podwyższonej czystości. Rosnąca popularność smartfonów, smartwatchy i tzw. wearables podnosi cały czas wymagania co do ilości produkowanych komponentów. Jednocześnie, między innymi w wyniku panującej pandemii, powstaje coraz więcej urządzeń medycznych, których produkcja i montaż również wymagają takich standardów. Ogromne ilości testów, wzmożone badania nad szczepionkami i nowymi metodami diagnostycznymi cały czas podnoszą wymagania względem producentów robotów, aby dostarczać coraz szybsze, bardziej precyzyjne oraz tańsze maszyny gotowe do pracy w pomieszczeniach o najwyższych standardach czystości

  • Jakie wymagania dla robotów wynikają z przeznaczenia do pracy w strefach czystych?

Podstawowym warunkiem zastosowania maszyn w pomieszczeniach czystych jest odpowiedni stopień ochrony IP – znany wszystkim parametr ochrony urządzeń rozpatrywany jest w tym przypadku w przeciwnym kierunku. W uproszczeniu chodzi o to, aby nic nie wydostawało się z wnętrza urządzenia. Roboty pełne są przewodów, przekładni, a co za tym idzie smarów, pasków i wielu innych elementów, które podczas pracy emitują do atmosfery cząstki stałe/pyły, krople smarów i opary, od których pomieszczenia czyste muszą pozostać wolne. Jednym z charakterystycznych elementów jest również doprowadzanie do obudów robotów podciśnienia tak, aby zwiększyć pewność, że maszyna nie będzie emitować nic ze swojego wnętrza w przypadku nie w pełni szczelnych połączeń elementów ruchomych. Obudowy robotów są zaprojektowane w taki sposób, aby nie było w nich "zakamarków", w których może zbierać się kurz. Powierzchnie malowane są specjalnymi farbami, nieemitującymi żadnych cząstek do atmosfery, bądź wykonane ze stali nierdzewnej/polerowanego aluminium, tak aby umożliwić łatwe czyszczenie środkami chemicznymi używanymi w cleanroomach.

Podsumowując

Dzięki postępowi technologicznemu automatyzacja produkcji w warunkach ciężkich, jeszcze do niedawna trudno osiągalna, staje się obecnie realną perspektywą dla wielu przedsiębiorców. Nowoczesne roboty, opracowane z myślą o pracy w środowiskach o dużym natężeniu pyłów, skraplającej się wody czy też w pomieszczeniach o wysokiej czystości, stanowią wydajne kosztowo rozwiązanie, które jest w stanie wspierać pracę ludzkich rąk w działaniach zagrażających zdrowiu bądź wymagających dużej precyzji.

Dystrybutorem sprzętu firmy YAMAHA ROBOTICS jest RENEX Group. Dostępną ofertę, podobnie jak i inne produkty z katalogu firmy RENEX, można zobaczyć i sprawdzić w działaniu w warunkach testowych linii produkcyjnych (również na własnych komponentach i podzespołach) w CENTRUM TECHNOLOGICZNO-SZKOLENIOWYM RENEX. Grupa RENEX dostarcza też kompleksowe usługi konsultacyjne i doradcze z zakresu automatyzacji procesów produkcyjnych oraz produkcji wyposażenia i utrzymywania pomieszczeń czystych typu cleanroom. W Centrum prowadzone są również szkolenia z programowania i obsługi zarówno urządzeń SMT, jak i robotów przemysłowych.

Zainteresowanych zapraszamy do kontaktu z doradcami techniczno-handlowymi RENEX Group, poprzez e-mail: dth@renex.pl.

 

 

www.renex.pl
www.renexrobotics.pl
tel. +48 885 592 555
+48 54 231 10 05
dth@renex.plwać