一旦發(fā)現(xiàn)主要是在具有極高產(chǎn)量的制造環(huán)境中，機(jī)器人現(xiàn)在被用于較小的組織和更廣泛的應(yīng)用中。實(shí)施機(jī)器人系統(tǒng)的成本顯著下降，而且現(xiàn)在更容易以更多方式應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)。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(tǒng)設(shè)計(jì)變得更加容易，以幫助最終用戶和OEM直接構(gòu)建系統(tǒng)。借助標(biāo)準(zhǔn)化組件和強(qiáng)大的診斷功能，維護(hù)也變得更加容易和快捷。

這些發(fā)展已經(jīng)到了關(guān)鍵時(shí)刻。發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體的中小型制造商正面臨日益激烈的全球競爭。今天的機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步正在提供競爭優(yōu)勢，幫助他們生存和發(fā)展。

更多應(yīng)用，更低成本

機(jī)器人技術(shù)的使用在更多應(yīng)用中是合理的，因?yàn)槌杀?效益比已變得極具吸引力。對于所有機(jī)器人系統(tǒng)類型，實(shí)施成本急劇下降，尤其是對于多軸笛卡爾機(jī)器人形式的機(jī)電系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化和規(guī)模經(jīng)濟(jì)使笛卡爾機(jī)器人系統(tǒng)更適合更多應(yīng)用。這些因素與工程減少相結(jié)合，使得總擁有成本價(jià)格在過去五年中降至25%。此外，笛卡爾機(jī)器人提供與SCARA或鉸接式機(jī)器人相同的質(zhì)量，可靠性，速度和投資回報(bào)，并具有許多定制的可能性。

這些好處正在鼓勵(lì)小公司探索在新應(yīng)用中使用機(jī)器人。笛卡爾機(jī)器人尤其如此，它已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種應(yīng)用中，如自動(dòng)存儲(chǔ)和檢索，拾取和放置，液體分配，包裝，機(jī)床輔助操作等等。

笛卡爾機(jī)器人用戶的創(chuàng)造力是無限的。在最近的經(jīng)濟(jì)衰退期間，公司找到了重塑自我的方法，以及在創(chuàng)建新應(yīng)用程序之前從未使用笛卡爾機(jī)器人的人。與六軸或SCARA機(jī)器人不同，它不能重新調(diào)整用途并具有一套既定的參數(shù)和運(yùn)動(dòng)方向，可以輕松地重新配置笛卡爾機(jī)器人。為了適應(yīng)不斷變化的生產(chǎn)要求，架空式笛卡爾機(jī)器人可以改為側(cè)裝或翻轉(zhuǎn)方向不同。這種靈活性使得重建機(jī)器成為可能，而不是購買新設(shè)備。

以最優(yōu)惠的價(jià)格做出最好的機(jī)器人選擇

由于有許多機(jī)器人選項(xiàng)，最終用戶有時(shí)在入門級和高性能功能之間進(jìn)行選擇時(shí)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(biāo)準(zhǔn)來確定所需的機(jī)器人特征集。這使得創(chuàng)建高度定制的機(jī)器人系統(tǒng)成為可能，該系統(tǒng)以恰當(dāng)?shù)乃胶妥顑?yōu)的價(jià)格執(zhí)行。評估標(biāo)準(zhǔn)包括負(fù)載，方向，速度，行程，精度，環(huán)境和工作周期。我們稱之為“LOSTPED”。

一個(gè)常見的誤解是認(rèn)為你需要購買一臺配備了高性能功能的機(jī)器人。SCARA和六軸機(jī)器人不可避免地會(huì)出現(xiàn)這種情況，您可能會(huì)看到“功能過度殺傷”。但是使用笛卡爾系統(tǒng)，可以購買基本系統(tǒng)的構(gòu)建塊，然后再進(jìn)行定制。隨著應(yīng)用需求的變化，可以更改安裝支架，執(zhí)行器，電機(jī)和控制裝置。

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

從入門級到高性能功能集的轉(zhuǎn)變帶來了精度，周期時(shí)間和應(yīng)用程序功能的改進(jìn)。例如，高性能控件提供圓弧插補(bǔ)功能。這是一種真正的高性能功能，需要復(fù)雜而昂貴的控制功能。但是，如果應(yīng)用程序僅需要點(diǎn)對點(diǎn)運(yùn)動(dòng)(例如拾取紙杯)，則不需要該級別的準(zhǔn)確性; 可以在同一個(gè)機(jī)器人上使用較低級別的控件以節(jié)省資金。機(jī)床中的高性能機(jī)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(gè)不太精確的緊湊型線性運(yùn)動(dòng)模塊，它適用于拾放應(yīng)用。

哪個(gè)機(jī)器人平臺最有意義?

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，與笛卡爾機(jī)器人相比，SCARA或六軸系統(tǒng)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(tǒng)提供構(gòu)建塊來創(chuàng)建一個(gè)成本更低且涉及更少工程資源的解決方案，同時(shí)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(jī)器人可以在人類手臂所有的平面上移動(dòng)。對于存在機(jī)械干涉的應(yīng)用，例如內(nèi)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(jī)器人可能比笛卡爾解決方案花費(fèi)更多，但它適用于該應(yīng)用程序。

對于具有20千克(kg)有效載荷的拾放應(yīng)用而言，這是不同的情況，其中不需要高精度。SCARA和笛卡爾機(jī)器人都可以處理應(yīng)用程序。但是，20公斤的有效載荷處于SCARA機(jī)器人能力的上端，需要更昂貴的控制和部件。使用笛卡爾機(jī)器人，20公斤的有效載荷是沒有問題的，這可以通過縮小機(jī)械，使用更小的組件和更簡單的控制來節(jié)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(dāng)應(yīng)用涉及長跨度時(shí)，笛卡爾機(jī)器人也有意義。在一個(gè)示例中，龍門架系統(tǒng)由用于自動(dòng)存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)的線性模塊構(gòu)成。X軸長約10米。SCARA或六軸系統(tǒng)無法處理該行程范圍。

重載也可能是笛卡爾機(jī)器人的理想選擇。一個(gè)應(yīng)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(tǒng)的能力，除非它是一個(gè)“終結(jié)者”尺寸的機(jī)器人。然而，在這種情況下，笛卡爾機(jī)器人簡單地用螺栓固定到現(xiàn)有機(jī)器的末端以拾取和放置這些部件，從而消除了手動(dòng)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(yīng)用的一個(gè)例子涉及大容量醫(yī)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(jī)器人模塊來實(shí)現(xiàn)所需的精度，同時(shí)滿足其空間限制。除了來自同一來源的電機(jī)和來自第三方的現(xiàn)有控制之外，他們還可以使用標(biāo)準(zhǔn)化的目錄/現(xiàn)成組件來適應(yīng)他們的框架 - 節(jié)省資金以獲得更好的投資回報(bào)。

推動(dòng)更廣泛的機(jī)器人采用

由于這些增值進(jìn)步，更多小型公司正在實(shí)施笛卡爾機(jī)器人技術(shù)：

在線規(guī)范，選擇和CAD工具得到了顯著改進(jìn) - 使尺寸和規(guī)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(diǎn)擊幾下即可為單軸或多軸系統(tǒng)創(chuàng)建線性運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。您需要知道的是需要移動(dòng)的質(zhì)量和所需的行程。當(dāng)然，該工具不能取代詳細(xì)的工程或設(shè)計(jì)計(jì)算，但它簡化了選擇。

完整笛卡爾系統(tǒng)的單部件編號簡化了訂購。過去，笛卡爾系統(tǒng)的每個(gè)元素都是使用單獨(dú)的零件編號訂購的，有時(shí)來自不同的供應(yīng)商?，F(xiàn)在整個(gè)系統(tǒng)可以從一個(gè)供應(yīng)商訂購一個(gè)零件號 - 包括導(dǎo)軌，伺服驅(qū)動(dòng)器，機(jī)械元件和控制 - 使訂購過程無憂無慮。

現(xiàn)在可以使用預(yù)參數(shù)化軟件包來滿足客戶的控制復(fù)雜程度。例如，當(dāng)客戶使用博世力士樂PLC時(shí)，我們可以為多個(gè)軸的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)預(yù)先設(shè)置功能塊的參數(shù)，并在出廠時(shí)將它們加載到控制器中。當(dāng)最終用戶獲得產(chǎn)品時(shí)，他們可以根據(jù)其特定應(yīng)用程序使用簡化的機(jī)器人助記符代碼進(jìn)行編程。用戶通過加載和編程邏輯本身來節(jié)省時(shí)間。

由于更一致的編程接口，C ++和Java面向?qū)ο笳Z言以及傳統(tǒng)的梯形邏輯，編程變得更加容易。由于IEC-61131-3標(biāo)準(zhǔn)，PLC的編程語言的語法和語義已經(jīng)統(tǒng)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?qū)ο笳Z言的程序員成為PLC程序員，而不是使用梯形邏輯或?qū)Ｓ蠵LC語言。

機(jī)器和操作員的安全性比以往更快。傳統(tǒng)上，在笛卡爾機(jī)器人上實(shí)施安全電路意味著連接到控制器。結(jié)果，當(dāng)控制器向電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)放大器發(fā)出信號時(shí)，總會(huì)有輕微的延遲?，F(xiàn)在，智能伺服驅(qū)動(dòng)器可以直接在驅(qū)動(dòng)器級別配備安全功能，從而實(shí)現(xiàn)更快的響應(yīng)。該電路還使笛卡爾機(jī)器人能夠在“示教”模式下以類似于六軸和SCARA機(jī)器人的減小扭矩模式運(yùn)行。操作員可以進(jìn)入安全籠，向機(jī)器人傳授手動(dòng)拾取和放置的坐標(biāo)。如果機(jī)器人在此模式下接觸訓(xùn)練器，則扭矩立即下降以防止受傷。

執(zhí)行器，直線電機(jī)，進(jìn)給模塊和易于配置的模塊的標(biāo)準(zhǔn)化選擇使用戶可以輕松指定所需的精確性能級別?，F(xiàn)在可以選擇配備直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和控制器的緊湊型模塊，而不是傳統(tǒng)的滾珠絲杠或皮帶傳動(dòng)。進(jìn)給模塊也可用于提供類似于笛卡爾機(jī)器人Z軸上的SCARA機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，傳統(tǒng)上整個(gè)模塊主體必須移動(dòng)。標(biāo)準(zhǔn)化安裝支架提供定心環(huán)，可替代傳統(tǒng)定位銷作為模塊導(dǎo)軌選項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)功能。這使得最終用戶可以使用標(biāo)準(zhǔn)組件構(gòu)建自己的“豎立裝置”機(jī)電一體化機(jī)器人，而不是為每個(gè)應(yīng)用定制機(jī)器，而不會(huì)犧牲靈活性。

笛卡爾機(jī)器人系列中的模塊化以及標(biāo)準(zhǔn)化組件使得在更低的性能范圍內(nèi)實(shí)施解決方案變得更容易，成本低于專用機(jī)器人。

在初始編程之后，現(xiàn)在更容易培訓(xùn)操作員進(jìn)行基本的機(jī)器更改。鑒于功能塊可以預(yù)先加載到驅(qū)動(dòng)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(yīng)用程序的編程。它幾乎就像在一張紙上將筆從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)一樣簡單。簡單性減少了操作員的培訓(xùn)時(shí)間，并減少了工程師對在地板上運(yùn)行的機(jī)器進(jìn)行更改的需要。

機(jī)器控制器已經(jīng)能夠處理第三方機(jī)器人而無需專用控制器。這種開發(fā)對任何品牌的機(jī)器人都很有價(jià)值。無論是使用最新的SERCOS III，以太網(wǎng)/ IP還是EtherCAT接口，今天的機(jī)器人都可以輕松地與設(shè)備通信(例如，在視覺系統(tǒng)中，在傳送帶跟蹤和傳感器通信中)。能夠在不同設(shè)備之間使用當(dāng)今最新的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信，降低了機(jī)器人控制投資的成本。

現(xiàn)在和將來為最終用戶提供支持

隨著近年來實(shí)施機(jī)器人系統(tǒng)的成本顯著降低，最終用戶感到有能力在遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出大批量制造環(huán)境的應(yīng)用中使用機(jī)器人技術(shù)。所有類型的機(jī)器人都以多種創(chuàng)造性的方式應(yīng)用，笛卡爾機(jī)器人尤為引人注目，因?yàn)榫€性伺服電機(jī)，模塊，標(biāo)準(zhǔn)化組件以及操作友好控制方面的進(jìn)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(shí)間，以提高產(chǎn)量并避免瓶頸。這些進(jìn)步為小型公司提供了在不斷要求更高靈活性和更高生產(chǎn)率的世界中取得成功所需的生產(chǎn)力。