Трипод EXPT

Трипод EXPT — манипулятор высшей категории

Опубликовано в номере:
PDF версия
Такие локальные задачи автоматизации, как укладка продукции в индивидуальной упаковке в групповую, вложение картонных прокладок между слоями, установка дополнительных клапанов или дозаторов на упаковку, установка контактов в корпус, нанесение клея или уплотнения по контуру и т. д., требуют интеллектуальных, производительных и адаптивных систем перемещения с функциями робототехники. Универсальным манипулятором для широкого круга задач является Трипод EXPT от Festo, построенный по принципу параллельной кинематики.

Конструкция манипулятора

Трипод EXPT представляет собой электромеханический манипулятор с функциями робототехники для перемещения объектов или инструмента в пространстве. Построенный на базе стандартных электромеханических приводов, он имеет малую подвижную массу, обладает жесткой конструкцией и устойчивым основанием, что позволяет осуществлять перемещения с высокой производительностью и точностью одновременно.

Основой построения конструкции является принцип параллельной кинематики. Это означает, что к выходному звену подходит не одна, а несколько кинематических связей (в случае с Триподом — это углепластиковые тяги), тогда как при последовательной кинематике каждая последующая ось подсоединена к предыдущей (например, антропоморфные роботы или традиционные портальные манипуляторы). Этот принцип дает основной выигрыш: сокращение подвижной массы системы, что, в свою очередь, позволяет достигать высокой динамики и эффективности движения.

конструкция Трипод EXPT

Рис. 1. Конструкция Трипода

Манипулятор построен в виде пирамиды, ребрами которой являются три линейных привода с зубчатым ремнем с кареткой (рис. 1). Каждый из них приводится в движение динамичным и точным синхронным сервоприводом. К кареткам линейных приводов крепятся углепластиковые тяги на сферических шарнирах. С противоположной стороны тяги соединяются с площадкой выходного звена. Так реализуется принцип параллельной кинематики. Тогда, управляя взаимосвязанно всеми тремя приводами по определенному закону, возможно осуществлять перемещения выходной площадки в пространстве. Жесткая конструкция и устойчивое основание позволяют добиваться высокой точности перемещений, снизить вибрации, а также оптимально распределять усилия.

При необходимости осуществлять поворот изделий или инструмента, установленных на выходном звене, предусмотрена стандартная опция четвертого поворотного привода. Этот компактный и мощный привод обеспечивает высокую динамику и точность поворота.

 

Система перемещения

Система перемещения с универсальным шкафом управления

Рис. 2. Система перемещения с универсальным шкафом управления

В состав системы перемещения на базе манипулятора Трипода EXPT обязательно входит универсальный шкаф управления CMCA со встроенными функциями робототехники (рис. 2).

В шкаф входят:

  • контроллер 3D-траекторий CMXR;
  • контроллеры двигателей CMMP-AS (три или четыре, в зависимости от наличия или отсутствия поворотной оси);
  • контроллер безопасности;
  • необходимые электротехнические компоненты.

В большинстве случаев Трипод используется совместно с системой технического зрения на базе камеры SBOC. Это позволяет осуществлять захват объектов на лету, а также определять их тип и качество.

Для осуществления крепежа манипулятора необходима рама, которая может быть изготовлена, например, из алюминиевого профиля.

 

Характеристики устройства

Технические характеристики Трипода EXPT:

  • макс. ускорение 110 м/с2;
  • макс. скорость 7 м/с;
  • повторяемость ± 0,1 мм;
  • абсолютная точность ± 0,5 мм;
  • точность контурных движений (<0,5 м/с) ± 0,3 мм;
  • полезная нагрузка при макс. динамике* 1 кг;
  • максимальная полезная нагрузка* 5 кг.

* включая выходное звено (поворотный привод/механический или вакуумный захват).производительность   манипулятора Трипод EXPT в зависимости от нагрузки

 

 

Применения

Система укладки на базе Трипода с функциями сортировки и отбраковки

Рис. 3. Система укладки на базе Трипода с функциями сортировки и отбраковки

Наиболее типичным применением Трипода является задача вертикальной укладки в коробку, трей, коррекс индивидуальных изделий. Например, для этих целей подходит система укладки на базе Трипода EXPT с функциями сортировки и отбраковки (рис. 3). Такие системы состоят из непрерывно движущегося конвейера с неупорядоченными продуктами, системы технического зрения, перекладчика Трипода, системы отводящих конвейеров и шкафа управления. Данные комплексы характеризуются максимальным быстродействием и гибкостью, минимальным занимаемым пространством и наличием функций сортировки и отбраковки.

Принцип действия системы укладки в коробку

Продукты после технологического или упаковочного оборудования попадают без какой-либо дополнительной группировки или упорядочивания на непрерывно движущийся транспортер. Далее проходят сквозь тоннель технического зрения, где определяется их положение, ориентация по углу, а также вид объекта и годность. В камеру SBOC уже встроены функции обработки изображения, и она выдает сразу понятные для робототехнического контроллера CMXR (который управляет Триподом) данные: координаты, угол, вид объекта. Помимо данных от камеры, контроллер CMXR отслеживает скорость движения ленты подающего транспортера. Этой информации достаточно, чтобы сформировать траекторию движения манипулятора, захватить нужный объект «на лету» и уложить в заданную позицию. Такая система позволяет автоматически производить сортировку и отбраковку негодных изделий.

Нанесение клея

Система нанесения клея/уплотнения по контуру

Рис. 4. Система нанесения клея/уплотнения по контуру

Весьма распространены задачи нанесения клея по контуру (рис. 4). Для упаковочной промышленности типичной является задача установки пластиковой крышки-дозатора многоразового использования. Такая задача может быть решена с помощью Трипода следующим образом: крышки поступают в шаговом режиме по конвейеру, затем манипулятор захватывает крышки по одной, переносит на станцию нанесения клея, в это же время подается сигнал на подачу клея. Трипод совершает движение по контуру (клей нанесен), в завершене крышка устанавливается в определенное место на упаковках, которые следуют непрерывно по своему конвейеру.

* * *
Манипулятор Трипод EXPT, построенный по принципу параллельной кинематики, обеспечивает высокодинамичное и точное перемещение в пространстве, что дает возможность повысить производительность оборудования и качество производимых изделий. Трипод построен на базе стандартных компонентов Festo, что обеспечивает экономичное и быстрое обслуживание. Встроенная функция индикации потери тяг позволяет сохранить в целости систему перемещения даже в случае нештатной ситуации на конвейере. Жесткая конструкция и устойчивое основание позволяет использовать Трипод в широком диапазоне применений, сохраняя низкий уровень вибрации при перемещениях. А комплектное решение на базе Трипода EXPT, шкафа управления CMCA и системы технического зрения SBOC позволяет исключить вопросы согласования систем между собой и сократить время запуска до минимума.

Сборочный автомат электромагнитных реле. Два Трипода используются для установки контактов

Сборочный автомат электромагнитных реле. Два Трипода используются для установки контактов

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *