Параўнанне прымянення трохвосевых серваробатаў з рознымі ўзроўнямі дакладнасці

Параўнанне прымянення трохвосевых серваробатаў з рознымі ўзроўнямі дакладнасці

На хвалі прамысловай аўтаматызацыі трохвосевыя серваробаты, дзякуючы сваёй простай канструкцыі і высокай кіравальнасці рухам, сталі асноўным абсталяваннем, якое ахоплівае мноства абласцей, такіх як вытворчасць электронікі, аўтамабільная прамысловасць і лагістычнае складское гаспадарка. Дакладнасць, як асноўны паказчык, які вызначае межы яе прымянення, непасрэдна ўплывае на эфектыўнасць вытворчасці, якасць прадукцыі і вытворчыя выдаткі. Гэты артыкул пачнецца са стандартаў для вызначэння ўзроўняў дакладнасці, сістэматычна параўнае адрозненні ў сцэнарыях прымянення трохвосевых серваробатаў з рознымі ўзроўнямі дакладнасці і акрэсліць логіку выбару асноўных метадаў, забяспечваючы арыенцір для прамысловых спецыялістаў па ўсім свеце.

1. Асноўныя стандарты для вызначэння ўзроўняў дакладнасці трохвосевых серваробатаў

2. Высокі ўзровень дакладнасці: сцэнарыі высокага класа вытворчасці пад кантролем на мікранным узроўні

3. Сярэдні ўзровень дакладнасці: асноўныя прамысловыя прымяненні, арыентаваныя на эканамічную эфектыўнасць

4. Стандартны ўзровень дакладнасці: ахоплівае асноўныя сцэнарыі для базавай аўтаматызацыі

5. Асноўная логіка дакладнага выбару: структура прыняцця рашэнняў, якая ўраўнаважвае патрэбы і выдаткі

I. Асноўныя стандарты для вызначэння ўзроўняў дакладнасці трохвосевых серваробатаў

У прамысловай галіне дакладнае вызначэнне трохвосевыя серваробаты у асноўным круціцца вакол двух асноўных паказчыкаў: дакладнасці паўтаральнасці (адхіленне становішча канцавога элемента, калі робат паўтарае адно і тое ж дзеянне) і абсалютнай дакладнасці пазіцыянавання (адхіленне паміж фактычным і тэарэтычным становішчамі канцавога элемента). У спалучэнні з дапаможнымі параметрамі, такімі як грузападымальнасць і хуткасць руху, гэта ўтварае трохузроўневую сістэму класіфікацыі, якая звычайна выкарыстоўваецца ў прамысловасці. Важна адзначыць, што ступені дакладнасці не з'яўляюцца абсалютна стандартызаванымі і могуць быць нязначна скарэкціраваны ў залежнасці ад канкрэтных патрэб галіны прымянення, але асноўны дыяпазон застаецца нязменным:

- Высокая дакладнасць: паўтаральнасць ≤ ±0,02 мм, абсалютная дакладнасць пазіцыянавання ≤ ±0,1 мм. Звычайна ён працуе ў пары з знешнімі датчыкамі, такімі як лінейныя шкалы, і адаптуецца да высокадакладнай камбінацыі серварухавікоў і гарманічных рэдуктароў, што падыходзіць для сцэнарыяў з жорсткімі патрабаваннямі да мікраманіпуляцый.

- Сярэдняя дакладнасць: паўтаральнасць ад ±0,02 мм да ±0,1 мм, абсалютная дакладнасць пазіцыянавання ≤ ±0,3 мм. Выкарыстоўвае класічную канфігурацыю серварухавікоў + планетарных рэдуктараў, што з'яўляецца асноўным прамысловым выбарам, які спалучае дакладнасць і кошт.

- Стандартны клас дакладнасці: паўтаральнасць ≥ ±0,1 мм, абсалютная дакладнасць пазіцыянавання ≤ ±0,5 мм. У асноўным выкарыстоўваюцца серварухавікі ў пары з сінхроннымі рамянямі або зубчастымі прывадамі, якія сканцэнтраваны на асноўных функцыях апрацоўкі і пазіцыянавання.

Сутнасць гэтай класіфікацыі па класах заключаецца ў дасягненні аптымальнага супадзення паміж «патрабаваннямі да дакладнасці і вытворчымі выдаткамі» праз дыферэнцыяваныя канфігурацыі прывадных сістэм, механізмаў перадачы і датчыкаў.

II. Высокі ўзровень дакладнасці: сцэнарыі высокага класа вытворчасці пад кантролем на мікраметрычным узроўні

Асноўная каштоўнасць высокадакладных трохвосевых серваробатаў заключаецца ў кантролі памылак руху на мікраметрычным узроўні, што адпавядае строгім патрабаванням "нулявой дэфектнасці" пры вытворчасці высокакаштоўнай прадукцыі. Іх сцэнарыі прымянення звычайна маюць характарыстыкі "трох максімумаў": высокая дабаўленая вартасць прадукцыі, высокая складанасць працэсу і высокія экалагічныя патрабаванні. Тыповыя вобласці ўключаюць:

1. Вытворчасць паўправадніковых і мікраэлектронных прылад

У апрацоўцы крэмніевых пласцін і ўпакоўцы мікрасхем кошт адной пласціны можа дасягаць тысяч еўра, і апрацоўка ўжо завершана амаль 90% этапаў вытворчасці. Любая нязначная памылка можа прывесці да браку ўсёй партыі прадукцыі. На гэтым этапе для аўтаматызаванай апрацоўкі пласцін, нанясення фотарэзістнага пакрыцця і іншых працэсаў неабходныя трохвосевыя серваробаты з дакладнасцю паўтаральнасці ≤ ±0,01 мм. Напрыклад, высокадакладныя робаты для чыстых памяшканняў, якія выкарыстоўваюцца нямецкай кампаніяй SÜSS MicroTec, не толькі дасягаюць абсалютнай дакладнасці размяшчэння ±50 мікраметраў, але і адпавядаюць патрабаванням ISO Class 3 - ISO Class 4 да чыстых памяшканняў, пазбягаючы пашкоджання пласцін ад статычнай электрычнасці і пылу. Гэтыя Рабатызаваная рукаЗвычайна выкарыстоўваецца дэкартава сістэма каардынат у спалучэнні з шарыкавымі шрубамі класа C3 і лінейнымі накіроўвалымі серыі THK HSR. Папярэдняе нацяжэнне ліквідуе люфт перадачы, забяспечваючы плаўны рух без вібрацый.

2. Дакладная зборка медыцынскіх прылад

Пры вытворчасці мікрамедыцынскіх кампанентаў, такіх як зборка катэтараў для ўстаўкі сардэчных стэнтаў і малаінвазіўных хірургічных інструментаў, памеры дэталяў часта вымяраюцца ў міліметры, а зазоры паміж стыкавымі элементамі павінны быць ≤0,02 мм. Высокадакладныя трохвосевыя серваробатызаваныя маніпулятары могуць выконваць такія далікатныя аперацыі, як цеплавая зварка інтэрфейсаў катэтараў, а таксама пазіцыянаванне і мацаванне мікрадатчыкаў. Іх паўтаральнасць кантралюецца ў межах ад ±0,005 мм да ±0,01 мм, і яны абсталяваны антыстатычнымі бранзалетамі (стойкасць да электрастатычнага разраду

3. Упакоўка электронных кампанентаў высокай дакладнасці

У працэсах мантажу мікрасхем і ўстаўкі друкаваных плат у прадукты 3C высокадакладныя рабатызаваныя маніпулятары павінны дасягаць дакладнага выраўноўвання кантактаў і кантактных пляцовак з паўтаральнасцю ±0,01 мм. Напрыклад, у працэсе ўпакоўкі працэсара мабільнага тэлефона, пасля таго, як трохвосевы серваробат падымае мікрасхему з дапамогай ўсмоктвальнай фарсункі, ён павінен выканаць каардынаваныя рухі па восях X/Y/Z на працягу 0,5 секунды, каб дакладна размясціць мікрасхему ў зададзеным месцы на падкладцы з кантраляваным адхіленнем у межах 5 мікраметраў. Гэтыя робаты часта выкарыстоўваюць інтэграваную сістэму прывада і кіравання, дасягаючы рэакцыі руху на мілісекундным узроўні праз шыну EtherCAT, каб забяспечыць дакладнасць і стабільнасць падчас працы на высокай хуткасці.

III. Сярэдні ўзровень дакладнасці: асноўныя прамысловыя прымяненні, арыентаваныя на эканамічную эфектыўнасць

Трохвосевыя серваробаты сярэдняй дакладнасці з асноўнымі перавагамі "ўмераная дакладнасць + кантраляваны кошт" займаюць больш за 70% сусветнага прамысловага рынку. Робат Мдоля рынку. Яны шырока выкарыстоўваюцца ў маштабных вытворчых сцэнарыях, такіх як вытворчасць аўтамабіляў, зборка вырабаў 3C і ліццё пад ціскам. Іх дакладная праца ідэальна адпавядае асноўным патрабаванням «высокаэфектыўнай масавай вытворчасці + стабільнай якасці» ў гэтых сцэнарыях.

1. Вытворчасць аўтамабільных дэталяў

У працэсах зваркі аўтамабіляў і зборкі салона робаты сярэдняй дакладнасці (з дакладнасцю паўтаральнасці ад ±0,05 мм да ±0,1 мм) могуць эфектыўна выконваць такія працэсы, як усталёўка дзвярных завесаў і пазіцыянаванне прыборнай панэлі. Напрыклад, айчынны вытворца арыгінальнага абсталявання выкарыстоўвае трохвосевы робат з ЧПУ з грузападымальнасцю на ўзроўні тоны. Максімальная нагрузка на адну ножку перавышае 800 кг, а паўтаральнасць складае

2. Зборка прадуктаў сярэдняга класа 3C

У такіх працэсах, як паліроўка корпусаў мабільных тэлефонаў і закручванне шруб ноўтбукаў, рабатызаваныя маніпулятары сярэдняй дакладнасці могуць дасягнуць паўтаральнасці ад ±0,02 мм да ±0,05 мм, што адпавядае патрабаванням да зборкі дэталяў. Напрыклад, трохвосевы серваробатны маніпулятар серыі Siweike "Lushan" мае грузападымальнасць 3-8 кг і сумяшчальны з 80-420 тонамі. Машына для ліцця пад ціскамс. Ён аўтаматызуе зняцце і пачатковае пазіцыянаванне сярэдніх частак рамкі мабільных тэлефонаў. Выкарыстанне сервасістэмы Huichuan і інтэграванай канструкцыі прывада і кіравання зніжае выдаткі на абсталяванне, адначасова забяспечваючы дакладнасць. Для такіх працэсаў, як закручванне шруб, серварухавік магутнасцю 200 Вт у спалучэнні з планетарным рэдуктарам 1:5 можа дакладна кантраляваць крутоўны момант і становішча мацавання, прадухіляючы зрыў або празмернае зацягванне, якія могуць пашкодзіць дэталі.

3. Аўтаматызацыя ліцця пад ціскам

У галіне ліцця пад ціскам такія працэсы, як выдаленне гатовай прадукцыі і маркіроўка ў форме, патрабуюць рабатызаваных рук з патрабаваннямі да дакладнасці ад ±0,03 мм да ±0,1 мм. Трохвосевыя серваробаты серыі ST ад Shini USA, асабліва мадэль з адной рукой, сумяшчальныя з ліццёвымі машынамі магутнасцю 80-160 тон, з мінімальным часам выдалення ўсяго 1,3 секунды, што забяспечвае паслядоўнае размяшчэнне пры хуткім выдаленні тонкасценных вырабаў. Мадэль Siweike SW7112DS з цыклам халастога ходу 3,3 секунды сумяшчальная з высакахуткаснымі ліццёвымі машынамі магутнасцю 450 тон. Яго стандартная грузападымальнасць 5 кг дазваляе яму выконваць як выдаленне прадукцыі, так і складаныя аперацыі, такія як маркіроўка ў форме, дэманструючы функцыянальную гнуткасць рабатызаванай рукі сярэдняй дакладнасці.

IV. Стандартны ўзровень дакладнасці: ахоп асноўных сцэнарыяў для базавай аўтаматызацыі

Стандартныя трохвосевыя серваробаты высокай дакладнасці сканцэнтраваны на «выкананні базавага пазіцыянавання і кантролі выдаткаў». Іх паўтаральнасць звычайна складае ад ±0,1 мм да ±0,5 мм. Яны ў асноўным выкарыстоўваюцца ў сітуацыях, калі не патрабуецца высокая дакладнасць пазіцыянавання, напрыклад, пры апрацоўцы, сартоўцы і палетызацыі. Яны ўяўляюць сабой абсталяванне «пачатковага ўзроўню» для аўтаматызацыі прамысловых працэсаў.

1. Лагістыка, складаванне і сартаванне

У такіх выпадках, як экспрэс-дастаўка, сартаванне і захоўванне ў электроннай камерцыі, робатам неабходна захопліваць, класіфікаваць і складаць пасылкі. Паўтаральнасць ад ±0,2 мм да ±0,5 мм дастатковая. У гэтых выпадках часта выкарыстоўваюцца цыліндрычныя трохвосевыя робаты з каардынатамі і дыяпазонам кручэння восі θ ад 0° да 360°. У спалучэнні з сістэмай распазнавання зроку яны могуць хутка вызначаць памеры пасылкі і інфармацыю пра штрых-код, што дазваляе дакладна размяшчаць яе ў розных зонах. Іх прывадны механізм часта ўяўляе сабой сінхронны рамень, які каштуе ўсяго 1/3 ад шарыкавай вінты, і адрозніваецца нізкім узроўнем шуму, простым абслугоўваннем і прыдатным для бесперапыннай працы 24 гадзіны на суткі.

2. Харчовая і упаковачная прамысловасць

Пры ўпакоўцы харчовых прадуктаў і палетызацыі напояў стандартныя дакладныя рабатызаваныя маніпулятары могуць аўтаматызаваць апрацоўку пакетаў і бутэлек, звычайна патрабуючы дакладнасці ад ±0,3 мм да ±0,5 мм. Улічваючы гігіенічныя патрабаванні харчовай прамысловасці, гэтыя рабатызаваныя маніпулятары часта выкарыстоўваюць корпуса з нержавеючай сталі і харчовую змазку, каб пазбегнуць рызыкі забруджвання. Напрыклад, на вытворчай лініі ўпакоўкі локшыны хуткага прыгатавання трохвосевы серваробатны маніпулятар можа паслядоўна размяшчаць локшыну і пакеты з прыправамі ў кардонныя скрынкі з магутнасцю апрацоўкі больш за 2000 скрынак у гадзіну, што значна паляпшае эфектыўнасць сартавання і зніжае выдаткі на працу.

3. Апрацоўка цяжкіх матэрыялаў

У цяжкіх прамысловых умовах, такіх як коўка і ліццё, рабатызаваныя маніпулятары павінны апрацоўваць нарыхтоўкі або гатовыя вырабы вагой ≥50 кг. У гэтым выпадку патрабаванні да дакладнасці можна знізіць да ±0,1 мм - ±0,3 мм, з акцэнтам на грузападымальнасць і структурную ўстойлівасць. Гэтыя тыпы рабатызаваных маніпулятараў звычайна выкарыстоўваюць сталёвы корпус і гідраўлічны прывад. Перамяшчэнне па восях X/Y/Z наладжваецца ў залежнасці ад рабочай зоны. Напрыклад, у майстэрні па ліцці аўтамабільных колаў трохвосевы серваробат можа вымаць высокатэмпературныя колы з ліцейнай формы і перамяшчаць іх у зону астуджэння, пазбягаючы рызык бяспекі, звязаных з ручной апрацоўкай.

V. Асноўная логіка дакладнага выбару: структура прыняцця рашэнняў, якая ўраўнаважвае патрэбы і выдаткі

Выбар узроўню дакладнасці трохвосевага серваробата па сутнасці прадугледжвае пошук балансу паміж «патрабаваннямі да працэсу, вытворчымі выдаткамі і аперацыйнай эфектыўнасцю». Наступныя тры асноўныя прынцыпы могуць дапамагчы кампаніям прымаць абгрунтаваныя рашэнні:

1. Прыярытэзацыя дакладнасці працэсу

Перад выбарам неабходна выразна вызначыць парог дакладнасці асноўных працэсаў: для мікрааперацыяў, такіх як упакоўка паўправаднікоў, неабходна выбраць мадэль высокай дакладнасці з ≤±0,02 мм; для зборкі аўтамабільных дэталяў дастаткова мадэлі сярэдняй дакладнасці; для базавай апрацоўкі матэрыялаў аптымальным рашэннем з'яўляецца прадукт стандартнай дакладнасці. Напрыклад, для пайкі друкаваных поплаткаў патрабуецца дакладнасць ±0,01 мм, у той час як лагістычная сартоўка можа быць аслаблена да ±0,5 мм. Сляпае імкненне да высокай дакладнасці прывядзе толькі да марнавання выдаткаў.

2. Балансаванне нагрузкі і адаптыўнасць да навакольнага асяроддзя

Дакладнасць — не адзіны паказчык; неабходная комплексная ацэнка, заснаваная на патрабаваннях да нагрузкі. У сцэнарах высокай нагрузкі, нават пры ўмераных патрабаваннях да дакладнасці, патрабуецца мадэль сярэдняй дакладнасці з высокай калянасцю канструкцыі. У чыстых памяшканнях варта аддаваць перавагу высокадакладным робатам для чыстых памяшканняў, а не проста імкнуцца да зніжэння выдаткаў. Напрыклад, у медыцынскай прамысловасці сартаванне лекаў, хоць і патрабуе дакладнасці ±0,1 мм (што знаходзіцца ў дыяпазоне сярэдняй дакладнасці), патрабуе пыланепранікальнай і антыстатычнай канструкцыі, логіка выбару якой цалкам адрозніваецца ад логікі выбару ў звычайных прамысловых сцэнарыях.

3. Разлік агульнага кошту жыццёвага цыклу

Кошт закупкі высокадакладнага робата прыкладна ў 3-5 разоў вышэйшы за кошт стандартнага робата, а выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне (напрыклад, каліброўка лінейкі рашоткі і замена рэдуктара гармонік) яшчэ вышэйшыя. Кампаніям неабходна разлічыць розніцу паміж «зніжэннем узроўню браку з-за павышэння дакладнасці» і «дадатковымі інвестыцыйнымі выдаткамі». Калі ў сцэнарыі ўпакоўкі чыпаў узровень браку складае 5% з-за недастатковай дакладнасці, дадатковыя інвестыцыі ў высокадакладнага робата могуць акупіцца на працягу 3 месяцаў; аднак у звычайных лагістычных сцэнарыях гэтыя выдаткі цалкам непатрэбныя.

Выснова

Няма абсалютнай перавагі або непаўнавартаснасці сярод трохвосевых серваробатаў з рознымі ўзроўнямі дакладнасці; розніца заключаецца толькі ў іх «прыдатнасці для розных сцэнарыяў». Ад вытворчасці паўправаднікоў на мікранным узроўні да лагістычнай сартавання на ўзроўні метра, выбар узроўню дакладнасці заўсёды круціцца вакол асноўнай логікі «адпаведнасці патрабаванням працэсу і кантролю разумных выдаткаў». З развіццём тэхналогій сервапрывадаў і выяўлення трохвосевыя серваробаты дасягаюць двайнога прарыву ў «высокай дакладнасці» і «нізкім кошце» і дазволяць у будучыні пашырыць магчымасці дакладнага выкарыстання ў больш прамысловых сцэнарыях.

Трохвосевы серваробат#Маніпулятар робата 250-350т#3-восевы серваробат#Восевы серваробат#Трохвосевы серваробат

Вэб-сайт:https://www.zhiyirobotics.com/

Электронная пошта:sales@zhiyirobotics.com