1. Užitočné zaťaženie

Užitočné zaťaženie robotického ramena zahŕňa hmotnosť predmetu, s ktorým má robot manipulovať, a hmotnosť samotného nástroja. Zdá sa to jasné, ale nie je to také jednoduché, ako len poznať maximálnu hmotnosť, ktorou môžete rameno robota zaťažiť. Vyššia hmotnosť tiež znamená, že na manipuláciu s predmetom je potrebná väčšia sila, čo znamená viac vibrácií a sily absorbovanej strojom. To má zase za následok väčšie opotrebovanie v priebehu času. Riešením môžu byť koncové nástroje pre roboty vyrobené z leteckého hliníka, ktoré sú spravidla ľahké a dostatočne pevné na to, aby sa dali navrhnúť ako duté. Ďalšou možnosťou sú nástroje vyrobené aditívnou metódou. Vytvorením nástroja v tenkých vrstvách možno vytvárať tvary, ktoré je ťažké, drahé alebo nemožné dosiahnuť pomocou bežného opracovania kovov.

2. Typy pohonov

Existujú štyri typy pohonov, často vhodné na rôzne typy úloh a pohybov:

  • Pneumatické – spravidla sú schopné rýchleho pohybu a sú cenovo dostupné. Pneumatické nástroje sa vo väčšine prípadov pohybujú medzi jednou alebo dvoma polohami, ako napríklad otvorené/zatvorené.
  • Elektrické – sú drahšie ako ostatné a poskytujú oveľa väčšiu flexibilitu pri pohybe alebo polohovaní dielov, pri dokončovacích aplikáciách a zváraní. Elektrické pohony a nástroje tradične vyžadovali znalosti programovania, ale nový softvér a senzorová technológia tieto úlohy uľahčujú. Medzi ďalšie výhody patrí softvér, ktorý poskytuje väčšiu kontrolu nad pohybom a možnosť prechádzať rôznymi zdvihmi a polohami, vďaka čomu ich možno nasadiť v prostredí s veľkou variabilitou výrobkov a tým aj spôsobov uchopovania.
  • Vákuum – vákuová technológia spravidla používa dve vzduchové vedenia, jedno na prisatie a jedno na odtlačenie/odfukovanie. Táto technológia funguje dobre na plochých povrchoch, ktoré umožňujú dobré prisatie (na rozdiel od poréznych alebo vysoko perforovaných); ak je nasávanie nesprávne nastavené, prísavky môžu zanechať stopu alebo poškodiť niektoré materiály. Prach alebo drobné častice môžu upchať vzduchové vedenia, čo vyžaduje dodatočnú údržbu.
  • Hydraulické – sú poháňané kvapalinami, často olejom, čo znamená, že môžu vytvárať veľkú silu a pohybovať ťažkými predmetmi. Údržba olejových a prívodných potrubí môže vyžadovať čas a náklady. Náhodnosť únikov a netesností môže kontaminovať diely a predstavovať zdravotné a bezpečnostné riziko pre pracovníkov.

3. Typy nástrojov

Typ nástroja, ktorý sa bude nachádzať na konci robotického ramena, je daný samotnou aplikáciou.

  • Odstraňovanie materiálu. Používajú sa na úlohy, ako je brúsenie, leštenie, odihlovanie, rezanie, orezávanie alebo leštenie, ktoré sa spravidla vykonávajú pomocou špeciálneho nástroja na danú prácu.
  • Zváranie a spájkovanie. Môžu to byť nástroje na TIG, MIG alebo laserové zváranie, ako aj spájkovačky. Rovnako, ako pri procesoch automatického odstraňovania a dokončovania materiálu, má aj robotické zváranie tú výhodu, že je rýchlejšie a konzistentnejšie, ako keď ho vykonáva človek.
  • Chápadlá. Na uchopenie existuje mnoho typov flexibilných nástrojov. Bežné konfigurácie zahŕňajú čeľuste, kliešte, klepetá a dokonca aj „prsty“, ktoré vyzerajú ako zo skutočnej ľudskej ruky. Tvar súčiastky a miesto jej vyzdvihnutia sú určujúce pri voľbe najlepšieho štýlu uchopenia. Do úvahy treba však zobrať aj typ povrchového materiálu a jeho tvrdosť, trenie či hmotnosť manipulovaného objektu.

4. Príslušenstvo a funkcie

Na zvýšenie účinnosti a bezpečnosti môžu byť robotické ramená vybavené rôznym príslušenstvom:

  • Videokamery – 2D aj 3D kamery umiestnené v rôznych uhloch na ramene odosielajú kritické údaje do počítačového softvéru na identifikáciu prítomnosti, orientácie a funkcie produktu. Tieto systémy strojového videnia možno použiť aj na rozpoznanie potenciálnych kolízií, ktoré umožnia robotu včas reagovať.
  • Automatické meniče nástrojov (ATC) – umožňujú rýchlejšiu výmenu nástrojov za kratší čas, často s nástrojmi, ktoré sa namiesto časovo náročnej inštalácie zasunú alebo zaistia na určené miesto.
  • Snímače krútiaceho momentu – prsty uchopovača vylepšené týmito snímačmi dokážu „cítiť“ sily vo všetkých osiach. Signály zachytené snímačmi môžu určiť, či bol predmet vyzdvihnutý, aký veľký tlak je vyvíjaný a či sa predmet kĺže alebo pohybuje.

5. Dostupné zdroje

Najmodernejšie nástroje pre ramená robotov sú len také užitočné, nakoľko ste schopní ich využiť. Náklady na zakúpenie a inštaláciu tvoria síce základ, ale existujú aj ďalšie výdavky. Patria sem znalosti programovania na prvotnú konfiguráciu, riešenie problémov a budúce úpravy, požiadavky na školenie, zásoby, napr. stlačený vzduch a čistiace prostriedky, údržba a náhradné diely.

Pozrite sa na to z nadhľadu

Pri výbere správneho nástroja pre robot je dobré uvedené faktory ováhovať, pretože každý zohráva pri rozhodovaní svoju úlohu a žiaden z nich neexistuje izolovane. Trh s robotikou smeruje k hybridnému nástroju, kde má koncový akčný člen niekoľko nástrojov na vykonávanie širšej škály úloh. Zatiaľ čo hlavným cieľom automatizácie je efektívnosť, ešte dôležitejšia je bezpečnosť pracovníkov a zariadení. To zahŕňa bezpečnosť samotného koncového nástroja, ako aj samotného robota. Nie všetky procesy sú totiž vhodné pre kolaboratívne roboty a nie všetky nástroje na konci ramena môžu fungovať kolaboratívne.

Zdroje

[1] Miller, M.: Wrestling with End-of-Arm Tooling Decisions? Here are Five Critical Considerations. [online]. Publikované október 2019. 

[2] Brumson, B.: Bacic EOAT & Tooling Trends for Consumer Goods and Beyond. [online]. Publikované jún 2021.