Максимална гъвкавост на движението

Шарнирни роботи

Шарнирните роботи, известни също като роботизирани рамена, се отличават с множество ротационни оси (най-често 4-6). Това осигурява изключително широк диапазон от движения и позволява извършването на сложни операции в различни равнини и под почти произволен ъгъл. Благодарение на това шарнирните роботи намират приложение в много отрасли - от заваряване и боядисване до прецизен монтаж на електронни компоненти.

Защо си струва да разгледате шарнирни роботи? Благодарение на голямата кинематична гъвкавост, шарнирните роботи могат да обработват сложни форми и взискателни процеси, недостъпни за по-прости конструкции. Тяхната универсалност, висока прецизност и способност за работа в трудни условия се превръщат в производителност и надеждност в различни производствени среди.

Шарнирни роботи (Articulated Robots)

Конструкция и принцип на действие

Шарнирните роботи се отличават със сложна кинематика, позволяваща движение по множество въртящи оси. Такава конструкция им осигурява впечатляваща гъвкавост и способност за прецизно изпълнение на различни задачи - от просто pick & place до сложни заваръчни или монтажни операции.

Механична конструкция

Задвижване и управление

Начин на движение

В какво се състои гъвкавостта на шарнирната кинематика?

Ключови предимства

Ключови предимства на шарнирните роботи

Шарнирните роботи се ценят в промишлеността заради универсалността и отличната им способност да се адаптират към различни задачи. По-долу са най-важните предимства на тази конструкция:

Приложения в индустрията

Шарнирни роботи

Шарнирните роботи, благодарение на своята универсалност, от години намират приложение в широк спектър от отрасли и процеси. Способността им да работят под различни ъгли и в много равнини ги прави незаменими в следните области:

Заваряване и точково заваряване

Дъгово заваряване, MIG/MAG, TIG: Шарнирните роботи водят прецизно горелката по планираната траектория, минимизират грешките и постигат висока повторяемост на заваръчните шевове.
Точково заваряване в автомобилната индустрия: Подходящи са отлично за съединяване на елементи от автомобилни каросерии, като гарантират бързо и точно изпълнение на съединенията.

Боядисване и нанасяне на покрития

Приложения за лакиране: Многоосните движения позволяват равномерно нанасяне на боя или лак дори на труднодостъпни места.
Приложения в мебелната или автомобилната промишленост: Благодарение на прецизния контрол на движението роботизираната ръка осигурява оптимално използване на материалите и еднакво качество на завършване.

Монтаж и механична обработка

Сглобяване на възли със сложна геометрия: Гъвкавите движения на ставите улесняват адаптирането към нестандартни форми и разнообразни монтажни позиции.
Шлифоване, полиране, отстраняване на мустаци: Роботът може да изпълнява тези дейности повторяемо и с еднаква сила на натиск, което подобрява качеството на повърхността и удължава жизнения цикъл на инструментите.

Опаковане и палетизиране

Пренасяне на по-тежки елементи: Шарнирните роботи с по-голяма товароносимост са подходящи за работа с товари от десетки до стотици килограми, например чували със суровини или транспортни каси.
Разнообразни форми на продуктите: Благодарение на въртящите се стави роботът може оптимално да адаптира захвата към предмети с неправилен профил.

Контрол на Качеството и Инспекция

Сътрудничество със системи за машинно зрение: Шарнирният робот прецизно маневрира с камери или сензори, позволявайки инспекция на детайли под различни ъгли в 3D.
Тестване на компоненти: Рамото на робота може да подава елементи към тестови станции, откриващи дефекти или несъответствия в размерите.

Обслужване на машини

Зареждане и разтоварване на CNC: Шарнирните роботи лесно се адаптират към вътрешността на обработващи машини, като вземат и подават материали или готови полуфабрикати.
Шприцмашини и преси: Справят се отлично с прихващането на формовани елементи, което ускорява производствения цикъл и предпазва оператора от контакт с опасно оборудване.

Шарнирни роботи

Отрасли, в които шарнирните роботи се използват най-често

Шарнирните роботи работят при разнообразни условия - от малки занаятчийски предприятия до усъвършенствани производствени линии в международни концерни. Ето няколко ключови сектора:

Заваряване и точково заваряване на елементи от каросерията, монтаж на механични компоненти, боядисване и полиране на повърхности.

Обработка, шлифоване, заваряване и пренасяне на тежки елементи.
Роботите с по-голяма товароносимост могат да транспортират масивни части без загуба на прецизност.

Запояване, монтаж на печатни платки (PCB), манипулиране на деликатни и чувствителни към повреди компоненти.

Опаковане на продукти в групови опаковки, палетизиране на чували със суровини, дозиране на течни и насипни вещества.

Поставяне на етикети, опаковане на малки бутилки и бурканчета, както и автоматизирани линии за опаковане на лекарства.

Преместване на тухли, бетонни плочи или други едроразмерни материали.
Възможност за използване на подходящи защитни кожуси срещу прах и влага.

Изваждане на формовани елементи от шприцмашини, изрязване на облои, подреждане в транспортни контейнери.

Автоматично комплектоване на поръчки, сортиране на пратки и подреждане на товари върху палети.

Независимо дали управлявате монтажна линия, заваръчна станция или претоварен склад, шарнирни роботи могат значително да повишат производителността и прецизността на вашите процеси. Благодарение на широкия диапазон на товароносимост и многото степени на свобода те са подходящи както за деликатни операции, така и за работа с тежки елементи или интензивни обработващи операции.

Шарнирни роботи

Технически Изисквания и Интеграция

За да могат шарнирните роботи да постигнат максимална производителност, е необходимо правилно настройване на работните им параметри и подходяща интеграция със съществуващата производствена линия. По-долу представяме най-важните аспекти, на които си струва да обърнете внимание:

Работни параметри

Товароносимост и обсег Изборът на модел робот трябва да зависи от теглото и размерите на обслужваните елементи и разстоянието, на което трябва да бъдат премествани. Предлагат се шарнирни роботи с товароносимост от няколко до няколкостотин килограма.

Точност и повторяемост В отрасли, изискващи висока прецизност (напр. електроника, фармация), си струва да се обърне внимание на параметъра за повторяемост на движението, посочван в милиметри или микрометри.

Скорост и динамика Прекалено големите ускорения могат да доведат до вибрации и загуба на прецизност, затова роботът трябва да бъде избран с оглед на оптималния баланс между скоростта и стабилността на работата.

Интеграция със системи за управление

PLC контролери и HMI панели Шарнирните роботи обикновено поддържат стандартни индустриални протоколи (напр. EtherCAT, Profinet), което улеснява комуникацията с PLC системи и визуализацията на параметрите на HMI панели.

CAD/CAM софтуер и системи за машинно зрение При процеси на заваряване или монтаж може да е необходимо импортиране на траектории на движение от CAD/CAM програми. При контрол на качеството или прецизно позициониране си струва да се обмисли интеграция с визуални камери.

IoT и дистанционен мониторинг Благодарение на сътрудничеството с IoT платформи данните от работата на робота могат да се анализират текущо и потенциалните неизправности да се диагностицират дистанционно. Подробности за свързаността ще намерите в раздела Поддържащи услуги/Интеграция с IoT.

Безопасност и стандарти

Ограждения и светлинни завеси Шарнирните роботи могат да постигат високи скорости и да работят с тежки товари, затова най-често са необходими физически защитни бариери.

Стандарти ISO 10218 и оценка на риска Инсталирането на индустриален робот е свързано с необходимостта от спазване на стандартите за безопасност (вкл. ISO 10218). Преди пускането в експлоатация се извършва анализ на риска, за да се предотвратят сблъсъци или опасности за персонала.

Шарнирни роботи (articulated)

Сравнение с други видове роботи

Шарнирните роботи (articulated) се отличават с усъвършенствана многоосна кинематика, обикновено включваща от 4 до 6 оси, което им позволява да изпълняват сложни траектории и прецизно да манипулират обекти. Благодарение на голямата свобода на движение те са отличен избор за приложения, изискващи гъвкавост, като заваряване, монтаж или обслужване на машини. За да определите дали шарнирните роботи най-добре отговарят на нуждите на Вашия процес, си струва да ги сравните с други типове промишлени роботи, като картезиански, SCARA, Delta, цилиндрични, колаборативни коботи или Gantry.

Шарнирни vs. картезиански роботи (XYZ)

Кинематика и обхват на движение Шарнирните роботи могат да се движат в много равнини, благодарение на което се справят отлично с работа около елементи със сложни форми. Картезианските (XYZ) се движат по три линейни оси (по-рядко четири), което осигурява прости, „перпендикулярни“ движения. Тази конструкция опростява програмирането на траектории и осигурява висока стабилност при задачи тип pick & place върху голяма работна зона.
Приложения и производителност Картезианските роботи са отлично подходящи за 3D печат, фрезоване на леки материали или линейно палетизиране, където се изисква висока точност на позициониране по осите X, Y, Z. Шарнирните роботи имат предимство при заваръчни и бояджийски дейности и навсякъде, където детайлите имат нестандартни форми или трябва да се достига до труднодостъпни места.
Кога да изберете? Ако държите на висока гъвкавост и работа под различни ъгли - изберете шарнирен робот. Ако обаче са ви необходими дълги, праволинейни движения (напр. в голяма производствена зона) и проста кинематика, картезианският може да бъде по-рентабилен.

Шарнирни роботи срещу SCARA

Движение в пространството vs. движение в равнината Роботите SCARA обикновено имат 3-4 оси и се справят отлично с бързи монтажни операции в хоризонталната равнина. За разлика от тях шарнирните роботи разполагат с пълна свобода в множество оси, благодарение на което могат да изпълняват сложни 3D движения (напр. дъгово заваряване, боядисване под различни ъгли).
Приложения и динамика SCARA постигат рекордно кратки времена на цикъла при pick & place, особено при малки елементи. Шарнирните роботи са по-универсални - могат да работят с по-големи товари и да обслужват задачи, изискващи сложни движения. В същото време обикновено няма да достигнат толкова висока скорост при „плоски” движения като SCARA.
Кога да изберете? Шарнирният робот ще бъде по-подходящ, когато се нуждаете от максимална гъвкавост и възможност за обработка на множество равнини. SCARA е подходящ за бързи монтажни линии със строго повтаряема геометрия на движенията (напр. завиване на винтове в една равнина).

Шарнирни vs. цилиндрични роботи

Конструкция и начин на придвижване Цилиндричните роботи съчетават линейно движение по вертикалната ос (Z) с въртене около тази ос и често с допълнително изнасяне (радиус). Такава кинематика е по-проста като конструкция от тази на шарнирните роботи, но позволява ограничен обхват на движение - главно въртене и преместване по една ос. От своя страна шарнирните роботи предлагат до 6 ротационни оси, поради което разполагат със значително по-голяма свобода на движение и възможност за адаптиране към нетипични форми на детайлите.
Приложения Цилиндричните конструкции са подходящи за задачи, при които се изисква "осева" работа - например транспорт на детайли между кръгово разположени станции, дозиране на течности или вземане на елементи от въртящ се склад. Шарнирните роботи са по-универсални и могат да изпълняват много разнообразни операции, както монтажни, така и обработващи (заваряване, полиране, опаковане).
Кога да изберете? Ако ключова е простотата на конструкцията и е необходимо само въртеливо-линейно движение, достатъчен е цилиндричен робот, който ще бъде по-евтин и по-лесен за поддръжка. Ако обаче приложението изисква обработка в множество равнини и достигане до труднодостъпни места, шарнирният робот е ненадминат.

Шарнирни роботи vs. Delta

Характеристика на кинематиката Роботите Delta се състоят от няколко рамена, закрепени към обща платформа, обикновено разположена над работната зона. Те позволяват светкавични pick & place операции с леки предмети при висока скорост, макар и в ограничено работно поле. Шарнирните роботи предлагат по-голям пространствен обсег и могат да работят с по-тежки елементи в много равнини.
Приложения и основни разлики Delta са водещи в хранително-вкусовата, фармацевтичната и електронната промишленост, където се изисква ултракратка траектория на движение и висока производителност (например сортиране на малки продукти). Шарнирните роботи се справят отлично с по-сложни задачи (заваряване, обработка, боядисване) и товароносимост, недостижима за повечето роботи Delta.
Кога да изберете? Ако вашият приоритет е скоростта на опаковане или сортиране на леки елементи, изберете Delta. Когато обаче се нуждаете от гъвкавост при триизмерни операции и работа с по-голям товар, шарнирният робот е незаменим.

Шарнирни роботи срещу Gantry (портални)

Обсег и конструкция Системите Gantry (портални) са роботи, базирани на няколко линейни оси (напр. в конфигурация X, Y, Z), при които цялото „рамо“ се движи по направляващи, монтирани над работната зона. Такава конструкция позволява обслужване на много голяма площ (напр. цяла хала) и пренасяне на тежки товари по вертикалната ос. Шарнирният робот има ограничен радиус на действие около собствената си основа - макар да предлага по-голяма свобода на движение около детайла, той не може да покрие толкова голямо пространство, колкото Gantry.
Приложения и области на предимство Gantry се справят отлично в складове с високо стелажно съхранение, при обслужване на тежки елементи или в металната промишленост, където се изисква преместване на големи и масивни детайли. Шарнирният робот печели при задачи, изискващи по-сложни траектории (напр. заваряване, боядисване, обработка в много равнини), както и когато предметът е сравнително малък и се побира в обсега на ръцете му.
Кога да изберете? Системата Gantry е най-добрият избор, когато се работи с транспортиране на едрогабаритни товари или когато с един робот трябва да се обслужват няколко разпръснати работни станции на голяма площ. Ако обаче целта е универсално манипулиране на детайл по много оси и ъгли (напр. монтаж, заваряване), шарнирният робот ще бъде по-евтин за инсталиране и по-гъвкав.

Шарнирни роботи срещу коботи (сътрудничещи)

Работа в зона за безопасност vs. сътрудничество с човек Шарнирните роботи обикновено работят в отделена зона, защитена с ограждения или светлинни завеси, тъй като могат да се движат бързо и да пренасят значителни товари. Коботите (collaborative robots) са проектирани така, че да могат да работят рамо до рамо с човек, често без допълнителни ограждения - вградените им сензори за сила и въртящ момент откриват контакт с оператора и автоматично спират движението.
Производителност и обхват на приложенията Коботите са идеални за задачи, изискващи пряко взаимодействие с човек, напр. съвместен монтаж на елементи или процеси, при които операторът извършва част от работата, а роботът го облекчава при най-тежките дейности. Шарнирните роботи, благодарение на по-високата скорост и по-голямата товароносимост, се използват в автоматизирани линии за масово производство, където са важни максималната производителност и липсата на необходимост операторът да присъства в работната зона.
Кога да изберете? Ако безопасността при съвместната работа на човек и машина е ключова (например в компания с малък мащаб на производство или чести промени в асортимента), коботът може да бъде отлично решение. Когато обаче приоритет са високата производителност и по-тежките задачи (заваряване на големи конструкции, бързо опаковане), шарнирният робот определено превъзхожда по възможности и темп на работа.

Шарнирните роботи са едно от най-популярните решения в промишлената роботика, предлагащо впечатляваща гъвкавост на движението при задачи по обработка, монтаж и манипулиране. При определени условия обаче - например необходимост от сътрудничество с оператор, обслужване на големи товари на обширна площ или ултрадинамична работа в равнина - други типове роботи (коботи, Gantry, Delta, SCARA и др.) могат да се окажат по-ефективни.

Насърчаваме Ви да анализирате приоритетите и изискванията на конкретното приложение, за да изберете технологията, която е най-изгодна от гледна точка на функционалност, разходи и лекота на внедряване. При съмнения Ви каним да се свържете с нас - нашият екип с удоволствие ще Ви посъветва при избора на най-доброто решение за Вашите нужди.

Най-често задавани въпроси

Най-често задавани въпроси за шарнирните роботи

Цената зависи от много фактори: размера и товароносимостта на робота, използваните задвижвания и редуктори, необходимостта от интеграция със системи за машинно зрение или специфичните условия на работа. Цената на базовите модели може да започва от няколко десетки хиляди злоти, докато по-усъвършенстваните модели с голяма товароносимост и прецизност могат да струват няколкостотин хиляди злоти.

Производителите обикновено препоръчват периодични прегледи въз основа на броя моточасове (напр. на всеки 6-12 месеца), при които се проверяват състоянието на ставите, лагерите, двигателите и системите за безопасност. При интензивни приложения (напр. заваряване, обработка) може да са необходими по-чести проверки.
Повече информация в Сервиз и модернизация.

Да, при условие че се използват подходящи уплътнения, защитни покрития и клас на защита (IP). В някои отрасли (напр. хранително-вкусова, химическа) се използват и специални материали, устойчиви на корозия и лесни за почистване.

Обикновено да. Шарнирните роботи имат гъвкав софтуер, а производителите предоставят готови среди за създаване и модифициране на траектории на движение. Често се използват панели "teach pendants" или offline решения (CAD/CAM), което ускорява внедряването на нови процеси.

Да. Много шарнирни модели постигат повторяемост от стотни от милиметъра. Освен това серводвигателите и усъвършенстваните системи за управление осигуряват плавни движения, важни при работа с деликатни компоненти.

Обикновено се използват ограждения, светлинни завеси, бутони за аварийно спиране или системи за машинно зрение, разпознаващи присъствието на човек в работната зона. Внедряването винаги трябва да бъде предшествано от анализ на риска и съобразяване със стандарта ISO 10218.

Често да - поради своята универсалност един робот може да изпълнява много задачи (например заваряване, обслужване на машини и опаковане), ако параметрите на товароносимостта и обсега го позволяват и последователностите на движение са правилно програмирани.

Да. Повечето производители предлагат широка гама аксесоари и модули, които могат да бъдат монтирани на китката на робота. Това включва пневматични и електрически захвати, заваръчни инструменти, визуални сензори или измервателни системи.

Имате още въпроси?

Свържете се с нас или посетете раздела FAQ, за да получите подробни отговори на всички въпроси относно шарнирните роботи

Защо NexaRob?

Внедряването на шарнирен робот е важна стъпка към автоматизация и оптимизация на процесите. В NexaRob залагаме на комплексна подкрепа и съвременни решения, които напълно отговарят на нуждите на нашите клиенти.

Разгледайте подробностите за нашите внедрявания и постижения в раздела Case Studies, а след това се свържете с нас, за да научите как можем да помогнем за подобряване на процесите във вашето предприятие.

Автоматизирайте своята компания с NexaRob - Свържете се с нас!

Глобален обхват

Работим глобално, подкрепяме локално

NexaRob присъства в над 100 държави, доставяйки усъвършенствани технологии и сервизна подкрепа навсякъде, където предприемачите се нуждаят от надеждни и модерни роботизирани решения. Благодарение на широката мрежа от дистрибутори и регионални партньори можем:

Независимо дали Вашата компания работи местно или в глобален мащаб, NexaRob ще адаптира роботизираните решения към нуждите на Вашия бизнес, гарантирайки навременна подкрепа и пълно следпродажбено обслужване.

Съединени щати
Китай
Япония
Германия
Индия
Обединеното кралство
Франция
Италия
Канада
Южна Корея
Бразилия
Австралия
Испания
Мексико
Индонезия
Нидерландия
Саудитска Арабия
Турция
Швейцария
Тайван
Полша
Швеция
Белгия
Тайланд
Ирландия
Австрия
Норвегия
Израел
Обединени арабски емирства
Аржентина
Южноафриканска република
Дания
Филипини
Сингапур
Малайзия
Колумбия
Бангладеш
Египет
Чили
Финландия
Виетнам
Португалия
Чехия
Румъния
Нова Зеландия
Перу
Гърция
Украйна
Словакия
Унгария
Словения
Хърватия
Сърбия
България
Естония
Латвия
Литва
Исландия
Люксембург
Малта
Кипър
Мароко
Алжир
Тунис
Нигерия
Кения
Етиопия
Гана
Танзания
Уганда
Ангола
Сенегал
Катар
Кувейт
Оман
Пакистан
Шри Ланка
Непал
Казахстан
Узбекистан
Монголия
Русия
Камбоджа
Мианмар
Лаос
Фиджи
Папуа Нова Гвинея
Венецуела
Еквадор
Уругвай
Парагвай
Боливия
Коста Рика
Панама
Доминиканска република
Гватемала
Куба
Йордания
Ливан
Иран

NexaRob

Искате ли да станете наш партньор?

В NexaRob създаваме общност от експерти и иноватори, които заедно въвеждат на пазара новаторски технологии за автоматизация. Ако представлявате технологична компания, системен интегратор или имате собствени решения, подпомагащи Индустрия 4.0 - каним Ви да си сътрудничим!

Защо си струва да си сътрудничите с NexaRob?

Сътрудничество в R&D

Заедно работим върху нови модули, сензори и отраслови приложения, разширявайки функционалността на нашите роботи с усъвършенствани AI, IoT решения и системи за машинно зрение.

Достъп до глобална мрежа

Нашите партньори използват широката мрежа от бизнес контакти на NexaRob и клиентска база, обхващаща много отрасли по целия свят.

Маркетингова и техническа подкрепа

Предлагаме обучения, рекламни материали и инженерна поддръжка, за да развиваме заедно проектите и ефективно да достигаме до нови получатели.

Кого търсим?

Присъедини се към глобалната мрежа на NexaRob!

Присъединете се към нас и заедно да променим облика на индустриалната автоматизация по целия свят. Ако искате да станете партньор на NexaRob, свържете се с нас и нека заедно създадем бъдещето на роботиката!

Любопитни факти от света

Cruzr Y1: нов индустриален хуманоиден робот от UBTECH с автономен агент

UBTECH представи нов модел индустриален хуманоиден робот, наречен Cruzr Y1, който ще се използва в

Как роботите променят индустрията и услугите през 2022 г.? Пет ключови тенденции

През 2022 г. световният брой на работещите промишлени роботи надхвърли 3 милиона единици, а темпът на растеж

Великобритания губи позиции в глобалната автоматизация - продажбите на роботи са намалели с 3% през 2018 г.

През 2018 г. инсталациите на промишлени роботи във Великобритания са намалели с 3 процента - първият

Хуманоидни роботи: между визия и реалност - нов доклад на IFR.

Международната федерация по роботика (IFR) публикува нова позиционна статия, която анализира реалните перспективи за развитие на хуманоидните роботи.

Роботите подпомагат постигането на целите за устойчиво развитие на ООН.

Роботите не само променят начина на производство, но и допринасят за постигане на целите за устойчиво развитие

БългарскиBG