Rozwój w robotyce - wygrywa ten, kto najszybciej dostosowuje się do sytuacji

Zakres zadań wykonywanych przez roboty stał się praktycznie nieograniczony. Obejmuje chwytanie, trzymanie i manipulacje, począwszy od zaciskania i wiercenia aż po piankowanie i spawanie. W ustandaryzowanej produkcji masowej zastosowanie znajdują wyspecjalizowane roboty, które wykonują te same zadania w dzień i w nocy. Wiele procesów wymaga jednak elastyczności, np. w dziedzinie wielkości partii. Ważna jest także oszczędność w zakresie kosztów inwestycji. Im większy zakres zadań, które potrafi wykonać robot, tym lepiej.

Dlatego do akcji wkracza zmieniarka narzędzi TKX. Ten montowany na końcu ramienia robota moduł jest w stanie pobierać różne rodzaje narzędzi z magazynku. Dzięki niemu robot może najpierw chwycić i wypozycjonować element, następnie obrobić go narzędziami, a następnie skontrolować i udokumentować jego jakość przy użyciu czujnika konturów lub kamery. W tym celu adapter potrzebuje odpowiednich przepustów dla poszczególnych funkcji narzędzi. TKX oferuje wszystkie możliwe opcje, a także kilka bocznych powierzchni do przykręcania dodatkowych modułów. Głównym zadaniem zmieniarki jest jednak bezpieczne zablokowanie narzędzia po jego pobraniu, a także szybkie i niezawodne zwolnienie blokady podczas odkładania narzędzia po użyciu.

Napęd pneumatyczny czy elektryczny?

Tradycyjnie w wielu zastosowaniach przemysłowych proces ten wykorzystuje pneumatyczne przenoszenie mocy. Technologia sprężonego powietrza sprawdzała się przez dziesięciolecia i nadaje się także do obróbki bardzo ciężkich obiektów. Jednak układ pneumatyczny wymaga sprężarek, przewodów oraz własnego układu sterowania obejmującego wiele komponentów mechanicznych – to znaczna inwestycja w przypadku nowych systemów. W branżach przemysłu o zwiększonych wymaganiach względem czystości i higieny, takich jak mikroelektronika i przetwórstwo żywności, rozwiązania pneumatyczne często nie wchodzą w grę ze względu na niemożliwą do ograniczenia emisję sprężonego powietrza. Pneumatyka jest także wykluczona w pomieszczeniach czystych.

Firma IPR, Intelligent Peripherals for Robots, z Eppingen zaobserwowała wyraźny trend zastępowania napędów pneumatycznych napędami elektrycznymi.

"Poza kwestiami higieny i bezpieczeństwa, napędy elektryczne są znacznie bardziej uniwersalne", tłumaczą jej specjaliści. "W przeciwieństwie do przyłączy sprężonego powietrza gniazdka elektryczne są dostępne niemal wszędzie. W nowo budowanych zakładach przemysłowych zasadniczo nie instaluje się już systemów pneumatycznych. W przypadku cobotów i mniejszych robotów, a także zdecentralizowanych lokalizacji, wersja elektryczna niemal zawsze jest lepszym rozwiązaniem".

Fakt, że napęd elektryczny stanowi obecnie rzeczywistą alternatywę dla rozwiązań pneumatycznych, ma związek z technologią silnikową.

"W ostatnich latach poczynione tu zostały znaczące postępy. W przypadku naszych zastosowań zasadniczo potrzebna jest bardzo duża moc w bardzo małych wymiarach. FAULHABER oferuje silniki, które bez problemu prześcigają w tej kwestii napędy pneumatyczne", wyjaśnia Roman Batz, inżynier rozwoju w firmie IPR.

Otwórz – zamknij – utrzymaj

Najmocniejszy aktualnie model elektryczny z serii TKX, czyli TKE 300, może obsługiwać elementy ważące do 300 kg. W przemyśle metalurgicznym ciężkie ładunki, takie jak odlewane bloki lub duże elementy kute, są przenoszone przez roboty. Siła pociągowa ich łącznej masy oddziałuje na pierścień blokujący w zmieniarce TKX. Moment obrotowy dostarczany przez silnik w trybie czuwania byłby nawet wystarczający do zapewnienia bezpiecznego utrzymania. Jednak aby zagwarantować wyjątkowo niezawodne zamocowanie, firma IPR zainstalowała także swój autorski samozabezpieczający się układ kinematyczny.

Silnik bezszczotkowy z rodziny FAULHABER BXT zapewnia siłę napędową do otwierania, zamykania i utrzymywania. Za sprawą technologii zewnętrznego wirnika osiąga stosunek momentu obrotowego do masy i objętości, który nie ma sobie równych na rynku. Osiągana gęstość mocy jest jednym z elementów unikalnego profilu nowej rodziny produktów od IPR, który Roman Batz opisuje w następujący sposób:

"Seria TKX to pierwsze zmieniarki narzędzi na rynku, dostępne na tej samej platformie zarówno z napędami pneumatycznymi, jak i elektrycznymi – a typoszereg obejmuje także wersję manualną. Oznacza to, że możliwe jest wykorzystanie całej gamy akcesoriów ze wszystkimi rodzajami napędów bez konieczności wymiany narzędzi. Przestawianie się na napęd elektryczny jest ponadto bardzo łatwe. To otwiera zupełnie nowe możliwości dla automatyki robotycznej".

Niezawodne i łatwe do połączenia

Zmieniarki TKE będą dostępne w siedmiu wielkościach, umożliwiających obsługę elementów o masie od 3 do 300 kg. Elektryczny wariant z rodziny produktów obejmuje więc szeroki zakres zastosowań, począwszy od lekkich robotów, aż po systemy stacjonarne. Wymiary stosowanych silników BXT są adaptowane do zastosowania.

"Zakres wielkości i szeroki wybór odpowiednich przekładni dla optymalnego przełożenia do każdego przypadku były dla nas istotnymi kryteriami", wyjaśnia Roman Batz. "Roboty powinny być w stanie osiągać siedmiocyfrowe liczby cykli bez konieczności konserwacji. Dlatego zastosowany może być wyłącznie silnik bezszczotkowy o najwyższej możliwej jakości pracy. Powinien on zapewniać łatwe sterowanie i obsługę bez dodatkowego sterownika – to zadanie wykonuje zintegrowany sterownik prędkości. Co nie mniej ważne, komponenty muszą być w stanie wytrzymać temperaturę sięgającą +80°C".

Firma IPR pozyskuje wszystkie silniki miniaturowe od firmy FAULHABER.

"Współpraca rozpoczęła się wiele lat temu, na długo zanim tutaj trafiłem", mówi Roman Batz.

Oprócz wyjątkowej jakości produktów istotne są dla niego także inne aspekty tej kooperacji.

"Wszystko zaczyna się od bardzo prostego wyboru kombinacji silnika i przekładni w witrynie FAULHABER", tłumaczy. "Wystarczy kilka kliknięć, aby uzyskać kompleksowy przegląd. Szczegóły techniczne są doskonale udokumentowane, a jeżeli chodzi o precyzyjne obliczenia bardziej wymagających detali – wydajności, poboru mocy, wykresu temperatury w czasie itd. – zawsze otrzymuję niezbędne wsparcie".

FAULHABER
www.faulhaber.com