Максимальная гибкость движения

Роботы-манипуляторы

Роботы-манипуляторы, также известные как роботизированные манипуляторы, отличаются наличием множества осей вращения (обычно 4-6). Это позволяет им выполнять широкий спектр движений, что делает возможным выполнение сложных операций в различных плоскостях и под почти любым углом. Благодаря этому роботы-манипуляторы находят применение во многих отраслях промышленности - от сварки и покраски до точной сборки электронных компонентов.

Почему стоит рассмотреть роботов-манипуляторов? Благодаря высокой кинематической гибкости, роботы-манипуляторы могут обрабатывать сложные формы и выполнять сложные процессы, которые недоступны для более простых конструкций. Их универсальность, высокая точность и способность работать в сложных условиях обеспечивают производительность и надежность в различных производственных средах.

Роботы-манипуляторы (Articulated Robots)

Конструкция и принцип работы

Роботы-манипуляторы отличаются сложной кинематикой, позволяющей двигаться во многих осях вращения. Такая конструкция обеспечивает им впечатляющую гибкость и способность точно выполнять различные задачи - от простого захвата и перемещения до сложных сварочных или монтажных операций.

Механическая конструкция

Привод и управление

Способ движения

В чем заключается гибкость шарнирной кинематики?

Основные преимущества

Ключевые преимущества шарнирных роботов

Шарнирные роботы ценятся в промышленности за их универсальность и отличную способность адаптироваться к различным задачам. Ниже приведены наиболее важные преимущества этой конструкции:

Применение в промышленности

Шарнирные роботы

Благодаря своей универсальности, шарнирные роботы уже много лет используются в широком спектре отраслей и процессов. Их способность работать под разными углами и во многих плоскостях делает их незаменимыми в следующих областях:

Сварка и точечная сварка

Дуговая сварка, MIG/MAG, TIG: Шарнирные роботы точно направляют сварочную горелку вдоль запланированной траектории, минимизируя ошибки и обеспечивая высокую повторяемость швов.
Точечная сварка в автомобильной промышленности: Они отлично подходят для соединения элементов кузова, гарантируя быстрое и точное выполнение соединений.

Покраска и нанесение покрытий

Лакокрасочные работы: Многоосевые движения позволяют равномерно наносить краску или лак даже на труднодоступные места.
Применение в мебельной или автомобильной промышленности: Благодаря точной системе управления движением манипулятор робота обеспечивает оптимальное использование материалов и однородное качество отделки.

Монтаж и механическая обработка

Сборка компонентов сложной геометрии: Гибкие движения шарниров облегчают адаптацию к нестандартным формам и различным монтажным положениям.
Шлифовка, полировка, удаление заусенцев: Робот может выполнять эти операции многократно и с равномерной силой прижатия, что влияет на качество поверхности и продлевает срок службы инструментов.

Упаковка и паллетизация

Перемещение более тяжелых элементов: Шарнирные роботы с большей грузоподъемностью хорошо подходят для работы с грузами от нескольких десятков до нескольких сотен килограммов, например, с мешками сырья или транспортными ящиками.
Различные формы продуктов: Благодаря вращающимся шарнирам робот может оптимально адаптировать захват к предметам неправильной формы.

Контроль качества и инспекция

Взаимодействие с системами машинного зрения: Шарнирный робот точно управляет камерами или датчиками, что позволяет проводить инспекцию деталей под разными углами в 3D.
Тестирование компонентов: Манипулятор робота может подавать элементы на испытательные станции, которые обнаруживают дефекты или несоответствия размеров.

Обслуживание машин

Загрузка и разгрузка станков с ЧПУ: Шарнирные роботы легко адаптируются к внутреннему пространству обрабатывающих машин, забирая и передавая материалы или готовые полуфабрикаты.
Литьевые машины и прессы: Они отлично справляются с захватом формованных элементов, что ускоряет производственный цикл и защищает оператора от контакта с опасным оборудованием.

Шарнирные роботы

Отрасли, в которых шарнирные роботы используются чаще всего

Шарнирные роботы работают в различных условиях: от небольших ремесленных предприятий до современных производственных линий на международных концернах. Вот несколько ключевых секторов:

Сварка и точечная сварка элементов кузова, сборка механических узлов, покраска и полировка поверхностей.

Обработка, шлифовка, сварка и перемещение тяжелых элементов.
Роботы с большей грузоподъемностью могут транспортировать массивные детали без потери точности.

Пайка, сборка печатных плат (PCB), манипулирование деликатными компонентами, чувствительными к повреждениям.

Упаковка продукции в групповую упаковку, паллетизация мешков с сырьем, дозирование жидких и сыпучих веществ.

Наклейка этикеток, упаковка небольших бутылок и баночек, а также автоматизированные линии для упаковки лекарств.

Перемещение кирпичей, бетонных плит или других крупногабаритных материалов.
Возможность использования соответствующих кожухов, защищающих от пыли и влаги.

Извлечение формованных элементов из литьевых машин, обрезка облоя, укладка в транспортные контейнеры.

Автоматическое комплектование заказов, сортировка посылок и укладка грузов на паллеты.

Независимо от того, управляете ли вы сборочной линией, сварочным участком или складским комплексом, шарнирные они могут значительно повысить производительность и точность ваших процессов. Благодаря широкому диапазону грузоподъемности и множеству степеней свободы, они подходят как для деликатных операций, так и для работы с тяжелыми деталями или интенсивных производственных задач.

Шарнирные роботы

Технические требования и интеграция

Чтобы шарнирные роботы могли достичь максимальной эффективности, необходимо правильно настроить их рабочие параметры и обеспечить надлежащую интеграцию в существующую производственную линию. Ниже представлены наиболее важные аспекты, на которые следует обратить внимание:

Параметры работы

Грузоподъемность и радиус действия Выбор модели робота должен зависеть от веса и размеров обрабатываемых деталей, а также от расстояния, на которое их необходимо перемещать. Доступны шарнирные роботы с грузоподъемностью от нескольких до сотен килограммов.

Точность и повторяемость В отраслях, требующих высокой точности (например, электроника, фармацевтика), следует обратить внимание на параметр повторяемости движения, который указывается в миллиметрах или микрометрах.

Скорость и динамика Слишком высокие ускорения могут привести к вибрациям и потере точности, поэтому необходимо выбирать робота с учетом оптимального баланса между скоростью и стабильностью работы.

Интеграция с системами управления

ПЛК-контроллеры и панели HMI Шарнирные роботы обычно поддерживают стандартные промышленные протоколы (например, EtherCAT, Profinet), что облегчает связь с системами ПЛК и визуализацию параметров на панелях HMI.

Программное обеспечение CAD/CAM и системы машинного зрения В сварочных или монтажных процессах может потребоваться импорт траекторий движения из программ CAD/CAM. В случае контроля качества или точного позиционирования следует рассмотреть возможность интеграции с камерами машинного зрения.

IoT и удаленный мониторинг Благодаря сотрудничеству с платформами IoT можно в режиме реального времени анализировать данные о работе робота и удаленно диагностировать потенциальные неисправности. Подробную информацию о подключении вы найдете в разделе «Сопутствующие услуги/Интеграция с IoT».

Безопасность и нормы

Ограждения и световые завесы Шарнирные роботы могут развивать высокую скорость и работать с тяжелыми грузами, поэтому чаще всего требуются физические защитные барьеры.

Нормы ISO 10218 и оценка рисков Установка промышленного робота предполагает соблюдение норм стандарту ISO 10218 перед началом работы проводится анализ рисков для предотвращения столкновений или возникновения угроз для персонала.

Шарнирные роботы (articulated)

Сравнение с другими типами роботов.

Шарнирные роботы (articulated) отличаются сложной многоосной кинематикой, обычно включающей от 4 до 6 осей, что позволяет им выполнять сложные траектории и точно манипулировать объектами. Благодаря большой свободе движения они являются отличным выбором для приложений, требующих гибкости, таких как сварка, сборка или обслуживание станков. Чтобы определить, подходят ли шарнирные роботы для ваших задач, стоит сравнить их с другими типами промышленных роботов, такими как декартовы, SCARA, Delta, цилиндрические, коллаборативные роботы или Gantry.

Шарнирные роботы против декартовых (XYZ)

Кинематика и диапазон движения Шарнирные роботы могут двигаться во многих плоскостях, благодаря чему они отлично справляются с работой вокруг деталей сложной формы. Декартовы (XYZ) движутся в трех линейных осях (реже четырех), что обеспечивает простые, «ортогональные» движения. Такая конструкция упрощает программирование траекторий и обеспечивает высокую стабильность при выполнении задач типа pick & place на большой рабочей площади.
Применение и производительность. Декартовы роботы отлично подходят для 3D-печати, фрезерования легких материалов или линейной паллетизации, где требуется высокая точность позиционирования по осям X, Y и Z. Шарнирные роботы превосходят в сварочных и покрасочных работах, а также везде, где детали имеют необычную форму или необходимо работать в труднодоступных местах.
Когда выбирать? Если вы цените высокую гибкость и работу под разными углами - выбирайте шарнирный робот. Однако, если вам нужны длинные, прямые движения (например, на большой производственной площади) и простая кинематика, декартов робот может быть более выгодным.

Шарнирные роботы против SCARA

Движение в пространстве против движения в плоскости Роботы SCARA обычно имеют 3-4 оси и отлично справляются с быстрыми монтажными операциями в горизонтальной плоскости. В отличие от них, шарнирные роботы обладают полной свободой во многих осях, благодаря чему могут выполнять сложные трехмерные движения (например, дуговую сварку, покраску под разными углами).
Применение и динамика. SCARA достигают рекордно короткого времени цикла при выполнении операций pick & place, особенно с небольшими элементами. Шарнирные роботы более универсальны - они могут работать с большими нагрузками и выполнять задачи, требующие сложных движений. При этом они обычно не достигают такой высокой скорости в «плоских» движениях, как SCARA.
Когда выбирать? Шарнирный робот будет лучше, если вам нужна максимальная гибкость и возможность обработки нескольких плоскостей. SCARA подойдет для быстрых монтажных линий с четко повторяющейся геометрией движений (например, закручивание винтов в одной плоскости).

Шарнирные роботы против цилиндрических

Конструкция и способ движения Цилиндрические роботы сочетают линейное движение по вертикальной оси (Z) с вращением вокруг этой оси и часто дополнительным вылетом (радиусом). Такая кинематика проще в конструкции, чем у шарнирных роботов, но позволяет выполнять ограниченный диапазон движений - в основном вращение и перемещение вдоль одной оси. В свою очередь, шарнирные роботы предлагают до 6 осей вращения, благодаря чему обладают значительно большей свободой движения и возможностью адаптироваться к необычным формам деталей.
Области применения Цилиндрические конструкции находят применение в задачах, где требуется «осевая» работа - например, транспортировка деталей между кольцеобразно расположенными станциями, дозирование жидкостей или извлечение элементов из вращающегося магазина. Шарнирные роботы более универсальны и могут выполнять множество различных операций, как монтажных, так и обрабатывающих (сварка, полировка, упаковка).
Когда выбирать? Если ключевым фактором является простота конструкции и исключительно вращательно-линейное движение, достаточно цилиндрического робота, который будет дешевле и проще в обслуживании. Однако, если приложение требует многоплоскостной обработки и доступа к труднодоступным местам, шарнирный робот не имеет себе равных.

Шарнирные роботы против Delta

Характеристика кинематики Роботы Delta состоят из нескольких рычагов, закрепленных на общей платформе, которая обычно расположена над рабочей областью. Они позволяют выполнять молниеносные операции pick & place легких предметов с высокой скоростью, хотя и в ограниченной рабочей области. Шарнирные роботы предлагают больший пространственный охват и могут работать с более тяжелыми элементами во многих плоскостях.
Области применения и основные различия Роботы-манипуляторы типа «дельта» широко используются в пищевой, фармацевтической и электронной промышленности, где требуется очень короткая траектория движения и высокая производительность (например, сортировка мелких изделий). Роботы-манипуляторы с шарнирными соединениями отлично справляются с более сложными задачами (сварка, обработка, покраска) при нагрузке, недоступной для большинства роботов типа «дельта».
Когда выбирать? Если ваш приоритет - скорость упаковки или сортировки легких элементов, выбирайте робота-манипулятора типа «дельта». Если же вам нужна гибкость в трехмерных операциях и работа с большей нагрузкой, то шарнирный робот будет незаменим.

Роботы-манипуляторы с шарнирными соединениями против портальных роботов

Радиус действия и конструкция Портальные роботы - это роботы, основанные на нескольких линейных осях (например, в системе X, Y, Z), где вся «рука» перемещается по направляющим, установленным над рабочей зоной. Такая конструкция позволяет обслуживать очень большую площадь (например, весь цех) и перемещать тяжелые грузы в вертикальной оси. Шарнирный робот имеет ограниченный радиус действия вокруг собственного основания - хотя он и предлагает большую свободу движения вокруг детали, но не охватывает такую большую площадь, как портальный робот.
Области применения и преимущества Портальные роботы отлично справляются с задачами на складах с высокой плотностью хранения, при работе с тяжелыми элементами или в металлургической промышленности, где требуется перемещение больших и массивных деталей. Шарнирный робот превосходит в задачах, требующих более сложных траекторий (например, сварка, покраска, обработка в нескольких плоскостях), а также когда объект относительно небольшой и помещается в радиусе действия его рук.
Когда выбирать? Портальная система лучше всего подходит для транспортировки крупногабаритных грузов или если вы хотите, чтобы один робот обслуживал несколько разрозненных рабочих мест на большой площади. Однако, если цель - универсальное манипулирование деталью по нескольким осям и углам (например, сборка, сварка), то шарнирный робот окажется более дешевым в установке и более гибким.

Роботы-манипуляторы с шарнирными соединениями против коллаборативных роботов (коботов)

Работа в безопасной зоне против совместной работы с человеком Шарнирные роботы обычно работают в выделенной зоне, защищенной ограждениями или световыми завесами, поскольку они могут быстро перемещаться и переносить значительные нагрузки. Коллаборативные роботы (коботы) разработаны таким образом, чтобы они могли работать бок о бок с человеком, часто без дополнительных ограждений - их встроенные датчики силы и момента обнаруживают контакт с оператором и автоматически останавливают движение.
Производительность и область применения Коботы идеально подходят для задач, требующих непосредственного взаимодействия с человеком, например, совместной сборки деталей или процессов, где оператор выполняет часть работы, а робот облегчает ему самые тяжелые задачи. Шарнирные роботы, благодаря более высокой скорости и большей грузоподъемности, находят применение в автоматизированных линиях массового производства, где важна максимальная производительность и отсутствие необходимости пребывания оператора в рабочей зоне.
Когда выбирать? Если ключевым фактором является безопасность совместной работы человека и машины (например, в компании с небольшим объемом производства или частыми изменениями ассортимента), то кобот может быть отличным решением. Однако, если приоритетом является высокая производительность и обслуживание более тяжелых задач (сварка крупногабаритных конструкций, быстрая упаковка), то шарнирный робот явно выигрывает с точки зрения возможностей и темпа работы.

Шарнирные роботы - одно из самых популярных решений в промышленной робототехнике, предлагающее впечатляющую гибкость движения при выполнении производственных, монтажных и манипуляционных задач. Однако в определенных условиях - например, при необходимости совместной работы с оператором, обработки больших грузов на большой площади или при сверхдинамичной работе в плоскости - другие типы роботов (коботы, Gantry, Delta, SCARA и т.д.) могут оказаться более эффективными.

Мы рекомендуем проанализировать приоритеты и требования конкретного приложения, чтобы выбрать наиболее подходящую технологию с точки зрения функциональности, стоимости и простоты внедрения. Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами - наша команда с удовольствием поможет вам выбрать лучшее решение для ваших нужд.

Часто задаваемые вопросы

Часто задаваемые вопросы о шарнирных роботах

Стоимость зависит от множества факторов: размера и грузоподъемности робота, используемых приводов и редукторов, необходимости интеграции с системами машинного зрения или специфических условий работы. Цена базовых моделей может начинаться от нескольких десятков тысяч злотых, а более продвинутые модели с большой грузоподъемностью и точностью могут стоить несколько сотен тысяч злотых.

Производители обычно рекомендуют проводить периодические проверки на основе количества моточасов (например, каждые 6-12 месяцев), в ходе которых проверяется состояние шарниров, подшипников, двигателей и систем безопасности. В случае интенсивного использования (например, при сварке или обработке) могут потребоваться более частые проверки.
Более подробная информация в разделе «Сервис и модернизация».

Да, при условии использования соответствующих уплотнителей, защитных покрытий и класса защиты (IP). В некоторых отраслях (например, пищевой, химической) также используются специальные материалы, устойчивые к коррозии и легко очищаемые.

Обычно да. Шарнирные роботы имеют гибкое программное обеспечение, а производители предоставляют готовые среды для создания и изменения траекторий движения. Часто используются панели «teach pendants» или автономные решения (CAD/CAM), что ускоряет внедрение новых процессов.

Да. Многие модели шарнирных роботов достигают повторяемости на уровне сотых долей миллиметра. Кроме того, серводвигатели и передовые системы управления обеспечивают плавные движения, что важно при работе с деликатными компонентами.

Обычно используются ограждения, световые завесы, кнопки аварийной остановки или системы машинного зрения, распознающие присутствие человека в рабочей зоне. Внедрение должно всегда предшествовать анализу рисков и соответствию нормам ISO 10218.

Часто да - благодаря своей универсальности, один робот может выполнять множество задач (например, сварку, обслуживание станков и упаковку), если это позволяют параметры грузоподъемности и досягаемости, а также правильно запрограммированные последовательности движений.

Да, большинство производителей предлагают широкий ассортимент аксессуаров и модулей, которые можно установить на запястье робота. Это включает в себя пневматические и электрические захваты, инструменты для сварки, системы машинного зрения и измерительные системы.

У вас есть еще вопросы?

Свяжитесь с нами или посетите раздел часто задаваемых вопросов (FAQ), чтобы получить подробные ответы на все вопросы о шарнирных роботах.

Почему NexaRob?

Внедрение шарнирного робота - важный шаг к автоматизации и оптимизации процессов. В NexaRob мы делаем ставку на комплексную поддержку и современные решения, которые в полной мере соответствуют потребностям наших клиентов.

Узнайте подробности о наших внедрениях и достижениях в разделе «Примеры», а затем свяжитесь с нами, чтобы узнать, как мы можем помочь вам улучшить процессы на вашем предприятии.

Автоматизируйте свой бизнес с помощью NexaRob - свяжитесь с нами!

Глобальный охват

Мы работаем в глобальном масштабе, поддерживая локальные инициативы

NexaRob присутствует более чем в 100 странах, поставляя передовые технологии и сервисную поддержку везде, где предприятиям нужны надежные и современные роботизированные решения. Благодаря широкой сети дистрибьюторов и региональных партнеров мы можем:

Независимо от того, работает ли ваша компания на местном или глобальном уровне, NexaRob адаптирует роботизированные решения к потребностям вашего бизнеса, гарантируя своевременную поддержку и полное послепродажное обслуживание.

Соединенные Штаты Америки
Китай
Япония
Германия
Индия
Великобритания
Франция
Италия
Канада
Южная Корея
Бразилия
Австралия
Испания
Мексика
Индонезия
Нидерланды
Саудовская Аравия
Турция
Швейцария
Тайвань
Польша
Швеция
Бельгия
Таиланд
Ирландия
Австрия
Норвегия
Израиль
Объединенные Арабские Эмираты
Аргентина
Южно-Африканская Республика
Дания
Филиппины
Сингапур
Малайзия
Колумбия
Бангладеш
Египет
Чили
Финляндия
Вьетнам
Португалия
Чехия
Румыния
Новая Зеландия
Перу
Греция
Украина
Словакия
Венгрия
Словения
Хорватия
Сербия
Болгария
Эстония
Латвия
Литва
Исландия
Люксембург
Мальта
Кипр
Марокко
Алжир
Тунис
Нигерия
Кения
Эфиопия
Гана
Танзания
Уганда
Ангола
Сенегал
Катар
Кувейт
Оман
Пакистан
Шри-Ланка
Непал
Казахстан
Узбекистан
Монголия
Россия
Камбоджа
Мьянма
Лаос
Фиджи
Папуа - Новая Гвинея
Венесуэла
Эквадор
Уругвай
Парагвай
Боливия
Коста-Рика
Панама
Доминиканская Республика
Гватемала
Куба
Иордания
Ливан
Иран

NexaRob

Хотите стать нашим партнером?

В NexaRob мы создаем сообщество экспертов и новаторов, которые вместе выводят на рынок новые технологии автоматизации. Если вы представляете технологическую компанию, системного интегратора или у вас есть собственные решения для поддержки Индустрии 4.0, мы приглашаем вас к сотрудничеству!

Почему стоит сотрудничать с NexaRob?

Совместная работа в области исследований и разработок.

Вместе мы работаем над новыми модулями, датчиками и отраслевыми приложениями, расширяя функциональность наших роботов за счет передовых решений в области искусственного интеллекта, Интернета вещей и систем машинного зрения.

Доступ к глобальной сети

Наши партнеры используют широкие деловые связи NexaRob и базу клиентов, охватывающую множество отраслей промышленности по всему миру.

Маркетинговая и техническая поддержка

Мы предлагаем обучение, рекламные материалы и техническую поддержку, чтобы вместе развивать проекты и эффективно выходить на новых потребителей.

Кого мы ищем?

Присоединяйтесь к глобальной сети NexaRob!

Присоединяйтесь к нам и вместе меняйте облик промышленной автоматизации во всем мире. Если вы хотите стать партнером NexaRob, свяжитесь с нами, и давайте вместе создавать будущее робототехники!

Интересные факты из мира

GAM: новая базовая модель для роботизированной манипуляции в промышленности.

Компания Amazon представила обобщенную модель действий (GAM) - передовую базовую модель для роботизированных манипуляций, которая

Новый метод помогает людям предсказывать ошибки беспилотных автомобилей.

Исследователи из MIT и компании Motional разработали систему, позволяющую людям предсказывать ошибки автомобилей без

Как интеллектуальное кодирование памяти может помочь сэкономить энергию в автономных транспортных средствах

Новый метод под названием MotiMem-Omega позволяет снизить энергопотребление в интерфейсе памяти автономного транспортного средства на

KEENON представила KOM 3.0 на WRC 2026: роботы думают, прежде чем действовать

На Всемирной конференции робототехники 2026 компания KEENON Robotics представила KOM 3.0 - новое поколение архитектуры искусственного интеллекта,

РусскийRU