SCEGLIERE E UTILIZZARE IL ROBOT AD ASSE SINGOLO

I robot industriali sono noti per la loro capacità di potenziare la produttività. Oltretutto, dopo la pandemia, è chiaro che possono salvaguardare la salute dei lavoratori riducendo il personale in fabbrica e il contatto umano con componenti e assemblaggi. Tra i vari tipi di robot disponibili, i robot ad asse singolo sono di facile comprensione e utilizzo. Stanno già automatizzando un'ampia varietà di attività negli stabilimenti e nei centri logistici; a volte operano in modo isolato, spesso configurati in gruppi coordinati da un controller centrale. Portano sempre maggiore produttività, ripetibilità e coerenza nei processi.

Gli integratori di sistemi possono sviluppare sistemi basati su robot ad asse singolo su uno, due o tre assi per affrontare le sfide di movimentazione e assemblaggio. Questi possono includere il trasferimento di articoli sfusi in singoli vassoi o pallet, sequenze come alimentazione e taglio e posizionamento di dime e strumenti.

D'altra parte, due o più moduli lineari possono lavorare insieme per eseguire attività che richiedono un'elevata precisione come il taglio laser, la verniciatura o il dosaggio. Un robot cartesiano personalizzato può essere costruito combinando diversi robot ad asse singolo, appositamente selezionati per ciascun asse. Yamaha propone anche una gamma di robot cartesiani standard, disponibili in pronta consegna.



I robot ad asse singolo possono essere configurati come robot cartesiani personalizzati

Un modulo lineare può anche lavorare insieme a un robot cartesiano, collegato allo stesso controller, in situazioni che richiedono più assi. Per gestire il robot cartesiano solitamente viene scelto un controller come lo Yamaha RCX340. Questo ha la capacità di controllare uno o più robot ad asse singolo, che lavorano come parte dello stesso sistema unificato e coordinato. Ciò consente agli integratori di configurare i robot per gestire sequenze complesse, con la flessibilità di espandere il sistema se necessario.

Cosa cercare
La rigidità è una delle proprietà più importanti di un robot ad asse singolo, necessaria per garantire un posizionamento preciso e ripetibile e consentire al cursore di muoversi liberamente con il minimo attrito. È inoltre possibile semplificare la progettazione dei relativi attacchi e supporti, risparmiando così spazio e costi. D'altra parte, le dimensioni compatte sono anche ricercate per ridurre al minimo lo spazio occupato dal robot all'interno dello stabilimento. Utilizzando tecniche avanzate di progettazione, è possibile ridurre le dimensioni e contemporaneamente aumentare la rigidità in ogni asse.

Gli ultimi robot ad asse singolo ad alta rigidità della serie Robonity di Yamaha sono caratterizzati da una struttura monoblocco e da una guida lineare incorporata. Questi miglioramenti hanno aumentato la rigidità fino al 300% riducendo al tempo stesso la larghezza del telaio. L'ABAR05 è largo solo 54 mm, ovvero il 17% in meno rispetto ai normali modelli alternativi. Non è necessaria alcuna guida esterna, il che semplifica la progettazione e la maggiore rigidità preserva le prestazioni lineari del robot quando è soggetto a un carico radiale. Il gioco nel senso di rotazione è inibito e gli strumenti fissati alla punta della barra offrono un'accuratezza antirotazione di ±0°. I robot sono disponibili con corsa fino a 1100 mm.

Gli ultimi miglioramenti nella progettazione hanno consentito anche di ridurre l'altezza complessiva. Uno dei principali vantaggi di questi nuovi robot assottigliati è il baricentro ribassato che migliora così le prestazioni quando viene utilizzato come asse x di un robot cartesiano personalizzato. L'ABAS12 è alto 76 mm e largo 120 mm. Inoltre, la progettazione più recente massimizza la corsa del movimento in relazione alla lunghezza totale. La lunghezza, la larghezza e l'altezza ridotte, con una maggiore rigidità e un raggio di movimento comparabile ai modelli alternativi, contribuiscono tutti insieme a un significativo ridimensionamento delle attrezzature della struttura.

La progettazione del pannello di controllo consente un ulteriore risparmio di spazio. Il controller EP-01 per i robot Robonity, con una larghezza di 40 mm, è più stretto del 37% rispetto ai moduli alternativi.

Scegliere il modello giusto
Quando si sceglie un robot ad asse singolo, è necessario considerare anche il tipo di motore. La serie Robonity di Yamaha comprende robot con una vite a ricircolo di sfere revisionata progettata per l'uso con un servomotore. La gamma comprende moduli completi in grado di raggiungere velocità fino a 2400 mm/s. Esistono anche attuatori senza motore compatibili con motori standard del settore fino a 400 Watt. Sono disponibili kit di fissaggio che consentono di modificare l'orientamento del motore in base ai requisiti dell'applicazione.

In alternativa, i robot con motore passo-passo come la serie Transervo possono fornire una soluzione conveniente con la funzionalità di un servomotore per applicazioni che richiedono un carico utile inferiore e per cui la velocità massima non è rilevante. Gli ultimi modelli possono gestire quasi quattro volte il carico utile dei loro predecessori e la velocità di escursione di 1200 mm/s è il 20% più veloce.

D'altra parte, un robot ad asse singolo con motore lineare potrebbe essere la soluzione più conveniente per un'applicazione che richiede il trasporto di pezzi leggeri su lunghe distanze ad alte velocità. I robot sono disponibili con una corsa massima superiore a quattro metri e una velocità massima di 2500 mm/s, con precisione di posizionamento ripetuta di ±5µm. Il risparmio complessivo del tempo di ciclo può essere significativo, mentre i motori lineari sono anche silenziosi e subiscono un'usura minima. La capacità di carico utile normale è di pochi chilogrammi. I robot a motore lineare Phaser MF dotati di magneti di flusso possono trasportare oggetti fino a 160 kg ad alta velocità.

Simulazione e configurazione
Quando si valutano i robot ad asse singolo per un'applicazione che coinvolga uno o più moduli, dovrebbero essere presi in considerazione anche gli strumenti di supporto per consentire la configurazione e la risoluzione dei problemi. Il simulatore web-based di Yamaha aiuta a selezionare le specifiche ottimali. Gli utenti possono calcolare rapidamente criteri importanti come il tempo di ciclo previsto e la durata della vite a ricircolo di sfere dopo aver descritto alcuni parametri di base.



Una semplice simulazione può prevedere la durata operativa del robot

Durante la configurazione del sistema, il controller del robot EP-01 funziona con l'applicazione per PC EP Manager per facilitare l'analisi e la messa a punto. Gli utenti possono inserire dettagli completi delle condizioni di utilizzo, inclusi peso da trasportare, dati dei vari punti e tipo di processo. Ciò consente di valutare le prestazioni in un ambiente virtuale senza eseguire un hardware reale. La simulazione fornisce risultati completi tra cui il tempo di funzionamento totale, il tempo dei singoli processi, la velocità massima e l'accelerazione.

Durante la configurazione e l'esecuzione del sistema robotico nello stabilimento, EP Manager fornisce informazioni importanti come il monitoraggio in tempo reale della velocità effettiva, lo stato del carico del motore e il tempo necessario per raggiungere posizioni specifiche. Il monitoraggio continuo permette di verificare la configurazione e consente l'analisi a lungo termine e l'assistenza per la risoluzione dei problemi.

Lo strumento fornisce anche il monitoraggio in tempo reale e consente il controllo della cronologia degli allarmi: un aiuto in più per la manutenzione. Il controllo della cronologia degli allarmi aiuta ad analizzare gli errori fornendo informazioni dettagliate sui parametri tra cui posizione, velocità, condizioni operative, valore corrente, tensione e stato I/O. L'analisi di questi vari stati può aiutare a identificare la causa principale dell'allarme. Inoltre, il monitoraggio in tempo reale consente agli utenti di analizzare lo stato fino al punto in cui si è verificato un errore, per aiutare a identificare cause come il sovraccarico del motore.

Il controller EP-01 genera un'uscita a impulsi feedback su un canale dedicato separato dalla connessione di rete standard. Questo aiuta nell'analisi e nel monitoraggio fornendo informazioni sulla posizione continuamente aggiornate e indipendenti da eventuali ritardi di comunicazione sulla rete. Fornendo un output in tempo reale della posizione corrente del robot, l'impulso di feedback consente anche la compensazione dell'ondulazione di velocità.

Opzioni speciali
Le speciali caratteristiche di progettazione della serie monoasse Robonity includono l'accesso ai punti di fissaggio che consentono di installare rapidamente e facilmente ciascun modulo dall'alto o dal basso senza rimuovere alcuna parte esterna.

Per le applicazioni che richiedono il minor tempo di ciclo possibile, i modelli Robonity AGXS possono accelerare/decelerare fino a 2 g rispetto ai moduli convenzionali che hanno una capacità massima normale di 0,5 g. L'AGXS è una serie avanzata che presenta viti a ricircolo di sfere revisionate per un'elevata precisione e durata.

I robot AGXS sono pronti per l'uso in aree pulite come nella preparazione degli alimenti e nella produzione di cosmetici o prodotti farmaceutici. Sono dotati di coperture antipolvere in acciaio inossidabile e i loro rulli a basso attrito riducono al minimo la molatura che genera polvere e particelle. Viene fornita anche una bocchetta di aspirazione per rimuovere in sicurezza eventuali corpi estranei dai meccanismi.

Conclusione
I robot ad asse singolo forniscono una base efficace per integrare i robot nei processi automatizzati. I vantaggi includono semplicità di selezione, progettazione e utilizzo. I criteri chiave di selezione includono elevata rigidità, dimensioni compatte e servomeccanismo, motore passo-passo o motore lineare per un'accelerazione e una velocità ottimali. Strumenti efficaci per la simulazione e l'analisi possono fornire un importante fattore di differenziazione che semplifica notevolmente la configurazione e la manutenzione a lungo termine.

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