Nu wenden productiebedrijven zich tot intelligente productie en de introductie van industriële robots is de keuze van de meeste mensen. Typische toepassingen van industriële robots zijn lassen, schilderen, assembleren, verzamelen en plaatsen (bijv. verpakken, palletiseren en SMT), productinspectie en testen; Al het werk wordt voltooid met efficiëntie, duurzaamheid, snelheid en nauwkeurigheid. Industriële robottechnologie verandert snel en maakt in de loop der jaren verbazingwekkende vorderingen, van typische pick-and-place tot zeer nauwkeurige collaboratieve robots.
Op een fabrieksvloer zie je geen robots rennen of springen zoals Boston Dynamics-robots. Maar u zult zien dat ze feilloos presteren en werknemers bevrijden van gevaarlijke, saaie en repetitieve taken.
Onlangs heeft het Amerikaanse National Institute of Standards and Technology de vier soorten robots geïdentificeerd die het meest relevant zijn voor de productie-industrie: gelede robots, SCARA-robots, Cartesiaanse robots en collaboratieve robots.
eerste. Gearticuleerde robot
Gelede robots zijn robots met een gelede lay-out met twee schakels, vergelijkbaar met onze menselijke armen. Gelede robots kunnen worden geclassificeerd op basis van het aantal rotatiepunten dat ze hebben, waarbij sommige apparaten tot zeven vrijheidsgraden hebben. De mechanische complexiteit van deze eenheden maakt ze relatief duur en iets langzamer dan andere typen.
Gelede robots blijven volgens InteractAnalysis verreweg het grootste type robot. Gelede robots waren goed voor 59,6 procent van de wereldwijde zendingen in 2019 en zullen naar verwachting in 2023 goed zijn voor 57,5 procent van de totale markt.
Het voordeel van gelede robots is dat ze obstakels kunnen omzeilen die andere soorten robots zouden blokkeren. Deze apparaten zijn misschien wel het meest gebruikte type dat tegenwoordig wordt gebruikt. Ze kunnen worden gebruikt voor: take-and-place, doseren, verpakken, onderdelen en lassen, etc.
Seconde. SCARA-robot
SCARA-robots, horizontale robotarmrobots met meerdere gewrichten, ze kunnen langs de x- en y-as bewegen, maar de armen zijn star in de richting van de Z-as en op hun plaats vergrendeld langs de z-as. Hierdoor heeft de SCARA-robot een selectieve compliantie, wat voordelen heeft bij sommige montagehandelingen, zoals het inbrengen van een ronde pen in een rond gat.
SCARA-robot, foto: ADTECH
De minder vrijheid van SCARA betekent minder motoren, eenvoudigere besturingsberekeningen en besturingsalgoritmen en minder computerkracht. Er zijn minder assen tussen de basis en het te bouwen onderdeel, waardoor ook de cumulatieve fout kleiner wordt.
Een belangrijke overweging bij robotica op de fabrieksvloer is hoe ver een robot vanaf een voetstuk kan werken in vergelijking met de grondruimte die het voetstuk zelf inneemt, en SCARA is in dit opzicht erg voordelig, omdat het meestal minder ruimte in beslag neemt op de werkvloer.
Hoewel de SCARA-machine relatief beperkt is, is het over het algemeen een snellere, goedkopere, nauwkeurigere en gemakkelijker te besturen robot.
Derde. Cartesiaanse robots
Cartesiaanse robot, ook wel cartesische robot genoemd, kan direct langs drie assen bewegen (lengte, breedte en hoogte). Door de inherente robuustheid van deze constructie kan deze onder de zwaarste belastingen worden gebruikt.
Het verschil tussen cartesische robots en SCARA-robots is de mogelijkheid om op de z-as te bewegen. Vergeleken met de twee zal de reactie van SCARA sneller zijn, de apparatuur zal relatief schoon zijn, de stoel voor installatie met één stoel heeft een kleine voetafdruk nodig, dus het kan een eenvoudigere, onbelemmerde installatiemethode zijn. Aan de andere kant zou SCARA duurder zijn dan een traditionele Cartesiaanse robotarm, en de besturingssoftware zou een omgekeerd kinematisch mechanisme vereisen voor de lineaire bewegingstween. Bovendien kunnen Cartesiaanse robots worden gebruikt om materialen zoals lijm op te pakken, te assembleren en zelfs te distribueren.
Vierde. COBOT (coöperatieve robot)
collaboratieve robot (afgekort cobot) is een robot die is ontworpen om nauwe interactie met mensen te hebben in een co-working-ruimte. Tot 2010 waren de meeste industriële robots ontworpen om autonoom of met beperkte begeleiding te werken, dus ze hoefden zich geen zorgen te maken over nauwe interactie met mensen en hun acties hoefden zich geen zorgen te maken over de veiligheid van mensen om hen heen, die allemaal zijn eigenschappen waar collaboratieve robots rekening mee moeten houden.
Zoals beschreven door de International Federation of Robotics (IFR), zijn collaboratieve industriële robots (COBOTS) ontworpen om samen te werken met mensen om taken in de industrie uit te voeren. Volgens IFR vindt deze samenwerking plaats op vier niveaus:
Aparte units: Mensen en robots werken dichtbij, maar in aparte fysieke werkruimtes. Geen mens-computer interactie of synchronisatie.
Sequentiële samenwerking: er zijn enkele kruispunten tussen menselijke en robotwerkruimten. De actie van de ene deelnemer begint echter pas nadat de actie van de andere deelnemer is voltooid.
Samenwerking: mensen en werknemers die samenwerken.
Responsieve samenwerking: Robots reageren in realtime op menselijke acties.
Deze niveaus zijn hieronder weergegeven. Het groene gebied vertegenwoordigt de werkruimte van de robot en het gele gebied vertegenwoordigt de werkruimte van de werknemer.
Sequentiële samenwerking is het meest geavanceerde niveau dat tegenwoordig in de fabrieken wordt toegepast en moet worden geïmplementeerd door middel van machinevisie en kunstmatige intelligentie. Bovendien zijn tangentiële takken van collaboratieve robots robots die worden gebruikt in chirurgische toepassingen, zoals de eerste robotische oogchirurgie die in 2016 werd uitgevoerd. Misschien wel de meest bekende hiervan is het daVinci-chirurgische robotsysteem van Intuitive Surgical, dat, hoewel schijnbaar passend, niet werd gedefinieerd als een cobotic door zijn ontwikkelaars. Elke beweging van de robot wordt gecontroleerd door de chirurg, maar met een precisie waar geen menselijke hand bij in de buurt kan komen.
Met robotbesturing kunnen chirurgen door kleinere incisies opereren, waardoor invasieve procedures worden verminderd en het herstel van patiënten wordt versneld.
Het is duidelijk dat dit niveau van precisie en fijne motorische controle terug te vinden is in talloze toepassingen in industriële omgevingen. Uiterst nauwkeurige collaboratieve robots zijn momenteel echter te duur voor gewone fabrieken om zich voorlopig te veroorloven.