真實世界機器人機器人技術的進步可以幫助小型制造商

一旦發現主要是在具有極高產量的制造環境中，機器人現在被用于較小的組織和更廣泛的應用中。實施機器人系統的成本顯著下降，而且現在更容易以更多方式應用機器人技術。原因很簡單：在過去幾年中，控件變得更加用戶友好，需要更少的編程資源。通過在線工具的可用性，系統設計變得更加容易，以幫助最終用戶和OEM直接構建系統。借助標準化組件和強大的診斷功能，維護也變得更加容易和快捷。

這些發展已經到了關鍵時刻。發達經濟體的中小型制造商正面臨日益激烈的全球競爭。今天的機器人技術的進步正在提供競爭優勢，幫助他們生存和發展。

更多應用，更低成本

機器人技術的使用在更多應用中是合理的，因為成本/效益比已變得極具吸引力。對于所有機器人系統類型，實施成本急劇下降，尤其是對于多軸笛卡爾機器人形式的機電系統。標準化，模塊化和規模經濟使笛卡爾機器人系統更適合更多應用。這些因素與工程減少相結合，使得總擁有成本價格在過去五年中降至25%。此外，笛卡爾機器人提供與SCARA或鉸接式機器人相同的質量，可靠性，速度和投資回報，并具有許多定制的可能性。

這些好處正在鼓勵小公司探索在新應用中使用機器人。笛卡爾機器人尤其如此，它已經被廣泛應用于各種應用中，如自動存儲和檢索，拾取和放置，液體分配，包裝，機床輔助操作等等。

笛卡爾機器人用戶的創造力是無限的。在最近的經濟衰退期間，公司找到了重塑自我的方法，以及在創建新應用程序之前從未使用笛卡爾機器人的人。與六軸或SCARA機器人不同，它不能重新調整用途并具有一套既定的參數和運動方向，可以輕松地重新配置笛卡爾機器人。為了適應不斷變化的生產要求，架空式笛卡爾機器人可以改為側裝或翻轉方向不同。這種靈活性使得重建機器成為可能，而不是購買新設備。

以最優惠的價格做出最好的機器人選擇

由于有許多機器人選項，最終用戶有時在入門級和高性能功能之間進行選擇時面臨兩難選擇。人們對如何定義性能，速度，功率或昂貴的控制有不同的看法。

最佳方法是使用一組定義的大小和選擇標準來確定所需的機器人特征集。這使得創建高度定制的機器人系統成為可能，該系統以恰當的水平和最優的價格執行。評估標準包括負載，方向，速度，行程，精度，環境和工作周期。我們稱之為“LOSTPED”。

一個常見的誤解是認為你需要購買一臺配備了高性能功能的機器人。SCARA和六軸機器人不可避免地會出現這種情況，您可能會看到“功能過度殺傷”。但是使用笛卡爾系統，可以購買基本系統的構建塊，然后再進行定制。隨著應用需求的變化，可以更改安裝支架，執行器，電機和控制裝置。

這種方法有利有弊。SCARA機器人的緊湊尺寸可能更適合在緊密封套內工作。但是如果你有足夠的空間，通常可以預先建造一個更簡單的笛卡爾系統，而無需購買SCARA或六軸設計中包含的所有額外功能。

從入門級到高性能功能集的轉變帶來了精度，周期時間和應用程序功能的改進。例如，高性能控件提供圓弧插補功能。這是一種真正的高性能功能，需要復雜而昂貴的控制功能。但是，如果應用程序僅需要點對點運動(例如拾取紙杯)，則不需要該級別的準確性; 可以在同一個機器人上使用較低級別的控件以節省資金。機床中的高性能機械部件可能需要精密加工的滾珠軌道臺的精度。它們的成本不僅僅是一個不太精確的緊湊型線性運動模塊，它適用于拾放應用。

哪個機器人平臺最有意義?

根據經驗，與笛卡爾機器人相比，SCARA或六軸系統將以更高的成本和更高的編程要求提供更高的開箱即用性能，但占地面積更小，重量更輕，臂伸展性更小。另一方面，笛卡爾系統提供構建塊來創建一個成本更低且涉及更少工程資源的解決方案，同時證明更高的剛性以獲得更好的精度和更高的有效載荷。

例如，六軸機器人可以在人類手臂所有的平面上移動。對于存在機械干涉的應用，例如內部零件的角落中的盒子，六軸臂可彎曲伸入并更容易抓住該部件。這種類型的機器人可能比笛卡爾解決方案花費更多，但它適用于該應用程序。

對于具有20千克(kg)有效載荷的拾放應用而言，這是不同的情況，其中不需要高精度。SCARA和笛卡爾機器人都可以處理應用程序。但是，20公斤的有效載荷處于SCARA機器人能力的上端，需要更昂貴的控制和部件。使用笛卡爾機器人，20公斤的有效載荷是沒有問題的，這可以通過縮小機械，使用更小的組件和更簡單的控制來節省資金。在這種情況下，笛卡爾選擇是一種更具成本效益的解決方案。

當應用涉及長跨度時，笛卡爾機器人也有意義。在一個示例中，龍門架系統由用于自動存儲和檢索系統的線性模塊構成。X軸長約10米。SCARA或六軸系統無法處理該行程范圍。

重載也可能是笛卡爾機器人的理想選擇。一個應用示例涉及軸承加工中心，其零件重約70 kg。這些有效載荷超出了典型SCARA或六軸系統的能力，除非它是一個“終結者”尺寸的機器人。然而，在這種情況下，笛卡爾機器人簡單地用螺栓固定到現有機器的末端以拾取和放置這些部件，從而消除了手動處理這些重型部件的工人的背部拉傷和其他安全問題。

較小應用的一個例子涉及大容量醫用移液器制造商。在這種情況下，空間緊張。制造商能夠使用緊湊的笛卡爾機器人模塊來實現所需的精度，同時滿足其空間限制。除了來自同一來源的電機和來自第三方的現有控制之外，他們還可以使用標準化的目錄/現成組件來適應他們的框架 - 節省資金以獲得更好的投資回報。

推動更廣泛的機器人采用

由于這些增值進步，更多小型公司正在實施笛卡爾機器人技術：

在線規范，選擇和CAD工具得到了顯著改進 - 使尺寸和規格非常簡單。博世力士樂等公司擁有易于選擇的工具，只需點擊幾下即可為單軸或多軸系統創建線性運動系統。您需要知道的是需要移動的質量和所需的行程。當然，該工具不能取代詳細的工程或設計計算，但它簡化了選擇。

完整笛卡爾系統的單部件編號簡化了訂購。過去，笛卡爾系統的每個元素都是使用單獨的零件編號訂購的，有時來自不同的供應商。現在整個系統可以從一個供應商訂購一個零件號 - 包括導軌，伺服驅動器，機械元件和控制 - 使訂購過程無憂無慮。

現在可以使用預參數化軟件包來滿足客戶的控制復雜程度。例如，當客戶使用博世力士樂PLC時，我們可以為多個軸的協調運動預先設置功能塊的參數，并在出廠時將它們加載到控制器中。當最終用戶獲得產品時，他們可以根據其特定應用程序使用簡化的機器人助記符代碼進行編程。用戶通過加載和編程邏輯本身來節省時間。

由于更一致的編程接口，C ++和Java面向對象語言以及傳統的梯形邏輯，編程變得更加容易。由于IEC-61131-3標準，PLC的編程語言的語法和語義已經統一。這使最終用戶可以靈活地使用來自不同制造商的PLC。此外，它使熟悉面向對象語言的程序員成為PLC程序員，而不是使用梯形邏輯或專有PLC語言。

機器和操作員的安全性比以往更快。傳統上，在笛卡爾機器人上實施安全電路意味著連接到控制器。結果，當控制器向電動機的驅動放大器發出信號時，總會有輕微的延遲。現在，智能伺服驅動器可以直接在驅動器級別配備安全功能，從而實現更快的響應。該電路還使笛卡爾機器人能夠在“示教”模式下以類似于六軸和SCARA機器人的減小扭矩模式運行。操作員可以進入安全籠，向機器人傳授手動拾取和放置的坐標。如果機器人在此模式下接觸訓練器，則扭矩立即下降以防止受傷。

執行器，直線電機，進給模塊和易于配置的模塊的標準化選擇使用戶可以輕松指定所需的精確性能級別。現在可以選擇配備直線電機驅動單元和控制器的緊湊型模塊，而不是傳統的滾珠絲杠或皮帶傳動。進給模塊也可用于提供類似于笛卡爾機器人Z軸上的SCARA機器人的運動，傳統上整個模塊主體必須移動。標準化安裝支架提供定心環，可替代傳統定位銷作為模塊導軌選項的標準功能。這使得最終用戶可以使用標準組件構建自己的“豎立裝置”機電一體化機器人，而不是為每個應用定制機器，而不會犧牲靈活性。

笛卡爾機器人系列中的模塊化以及標準化組件使得在更低的性能范圍內實施解決方案變得更容易，成本低于專用機器人。

在初始編程之后，現在更容易培訓操作員進行基本的機器更改。鑒于功能塊可以預先加載到驅動器中，不熟悉編程的低級工作人員可以輕松處理簡單的拾取和放置應用程序的編程。它幾乎就像在一張紙上將筆從A點移動到B點一樣簡單。簡單性減少了操作員的培訓時間，并減少了工程師對在地板上運行的機器進行更改的需要。

機器控制器已經能夠處理第三方機器人而無需專用控制器。這種開發對任何品牌的機器人都很有價值。無論是使用最新的SERCOS III，以太網/ IP還是EtherCAT接口，今天的機器人都可以輕松地與設備通信(例如，在視覺系統中，在傳送帶跟蹤和傳感器通信中)。能夠在不同設備之間使用當今最新的協議標準進行通信，降低了機器人控制投資的成本。

現在和將來為最終用戶提供支持

隨著近年來實施機器人系統的成本顯著降低，最終用戶感到有能力在遠遠超出大批量制造環境的應用中使用機器人技術。所有類型的機器人都以多種創造性的方式應用，笛卡爾機器人尤為引人注目，因為線性伺服電機，模塊，標準化組件以及操作友好控制方面的進步，降低了成本并提高了性能。制造商一直在努力縮短周期時間，以提高產量并避免瓶頸。這些進步為小型公司提供了在不斷要求更高靈活性和更高生產率的世界中取得成功所需的生產力。