Priemyselný robot - čo to je a z čoho sa skladá?
Priemyselný robot - definícia
Norma PN-EN ISO 8373: 20011 uvádza nasledujúcu definíciu priemyselného robota: "... Manipulačný priemyselný robot je automaticky riadený, naprogramovaný, viacúčelový stroj s mnohými stupňami voľnosti, ktorý môže manipulovať s obrobkami a prepravovať ich, môže byť stacionárny alebo mobilný pre dôležité priemyselné aplikácie."
V norme sa uvádzajú aj základné parametre priemyselných robotov:
- počet riadených osí, zvyčajne, v závislosti od robota, od 2 do 7; tento parameter určuje stupne voľnosti, ktoré sa premietajú do stupňa zložitosti činností, ktoré je robot schopný vykonávať; každá os má určitý rozsah uhlových pohybov,
- užitočné zaťaženie, t. j. maximálna hmotnosť, ktorú môže priemyselný robot zdvihnúť alebo presunúť na iné miesto,
- dosah, definovaný ako polomer oblasti, v ktorej je robot schopný pracovať,
- rýchlosť pohybu, ktorá určuje maximálnu rýchlosť, ktorou sa robot môže pohybovať v každej osi; tento parameter je definovaný v rad/s pre rotačné osi alebo v mm/s pre lineárne osi,
- presnosť a opakovateľnosť, ktoré určujú presnosť pohybu robota.
Priemyselný robot - z čoho sa skladá?
Priemyselné roboty sa skladajú z 3 základných prvkov:
- manipulátor - výkonná časť priemyselného robota.
Manipulátory majú v závislosti od verzie rôzny počet pohyblivých osí (2 až 7) a rôzne užitočné zaťaženie (až 2300 kg). (Obr. 1) V závislosti od aplikácie existujú rôzne typy manipulátorov: bežné manipulátory a manipulátory s dutými prevodmi - manipulátory zváracích robotov majú často typ konštrukcie, ktorá umožňuje umiestniť do ramena robota káble, napr. zváracie káble alebo prídavné pneumatické alebo elektrické zväzky.
- riadiaca jednotka - riadiaca jednotka priemyselného robota.
Manipulátor robota je výkonná časť a riadiaca jednotka je kontrolér. Riadiaca jednotka priemyselného robota je vybavená mnohými elektronickými systémami, ktoré umožňujú ovládať pohony robota, jeho bezpečnostné systémy a implementáciu logiky napísanej v textovom alebo blokovom jazyku. (Obr. 2) Okrem toho - z hľadiska automatizácie a robotiky, sú dôležité komunikačné schopnosti riadiacej jednotky - tieto jednotky zvyčajne podporujú väčšinu protokolov, ako sú Ethernet IP, Profinet, Profibus atď.
Zaujímavý fakt: elektronické systémy sú čoraz menšie, takže ak porovnáme desaťročia staré riadiace jednotky so súčasnými riešeniami, ukáže sa, že sú niekoľkonásobne menšie. Niekedy sú regulátory umiestnené v ramenách manipulátora.
- Teach Pendant - diaľkový ovládač na ovládanie priemyselného robota
Teach pendant umožňuje realizovať pohyby robota v jednotlivých osiach alebo systémoch, ale aj zobraziť pracovný stav robota - stav komunikácie, vstupy/výstupy. (Obr. 3) Teach Pendant má zvyčajne bezpečnostné tlačidlá, t. j. "deadman", pomocou ktorých možno robot spustiť v manuálnom režime. Umožňuje naprogramovať robota vo zvolenom jazyku a kontrolovať vykonávaný program - zastavenie, spustenie atď. Priemyselné roboty nemusia mať a niekedy ani nepoužívajú teach pendant - rovnaké funkcie môže vykonávať softvér robota. (Obr. 4)
Softvér robota má široké možnosti využitia. Vďaka nemu používateľ komunikuje s riadiacou jednotkou, číta jej parametre, ukladá programy, funkcie alebo body. Umožňuje meniť konfiguráciu a programovanie robota v textovom jazyku. Ďalšie možnosti softvéru robota umožňujú ovládať a zobrazovať stav signálov v reálnom čase.
Robotická stanica s priemyselným robotom - čo to je?
Robotická stanica je oveľa širší pojem, pretože okrem priemyselného robota zahŕňa aj ďalšie príslušenstvo a prvky - tzv. periférie. Na príklade paletizačnej stanice sa pozrime na jej komponenty. Každá časť robotizovanej stanice by mala byť naprogramovaná samostatne a každá z nich má vlastný špecializovaný softvér, ktorý umožňuje realizáciu vybraných funkcií.
Robotická stanica s priemyselným robotom - ako sa stavia?
Chápadlo pre priemyselného robota
V tomto prípade je súčasťou robota, ktoré umožňuje manipulovať s obrobkom - premiestňovať ho, držať a odkladať - pneumaticko-mechanické chápadlo, ktoré pomocou svoriek dokáže zdvihnúť škatule a uložiť ich na paletu na vybrané miesto. (Obr. 5)
Chápadlo robota vykonáva prenos a prepravu kartónových preložiek, ktoré možno umiestniť medzi vrstvy krabíc. Okrem toho je vybavený mechanickými upínačmi, ktoré uchopia paletu a presunú ju na vybrané miesto stanice. Rameno robota často obsahuje aj pneumatické vedenie a digitálne signály, ktoré sú ukryté v oblasti 3,4 osi – na ich ovládanie sa zvyčajne používa interná kabeláž robota.
Bezpečnostný systém
Každé robotické pracovisko má rôzne časti bezpečnostného systému. Pri dodávke pracovných staníc v rámci Európskej únie by mal výrobca priložiť dokument potvrdzujúci zhodu so všeobecne platnými normami. Tieto požiadavky striktne definujú pravidlá, ktoré by mali spĺňať použité časti bezpečnostného systému. (Obr. 6)
Príklady prvkov bezpečnostného systému:
- bezpečnostný plot - pracovný priestor robota je oddelený plnými alebo sieťovými panelmi, ktoré sa vyberajú na základe vopred vykonaného hodnotenia rizík,
- svetelné závory namontované na stĺpoch, ktoré v prípade prerušenia človekom na pracovisku počas cyklu robota zastavia pohyb robota v núdzovom režime.
- hlavný vstup do stanice priemyselného robota je monitorovaný skenerom, ktorý má vhodne oddelené zóny umožňujúce napríklad prechod mobilného robota počas práce stanice.
- systém monitorovania osí robota - počas práce stanice môže takýto systém nezávisle kontrolovať a overovať, v akom priestore robot v danom okamihu pracuje.
- bezpečnostné tlačidlá E-STOP - takéto tlačidlá sú vo vnútri aj mimo stanice, na Teach Pendante a na kontroléri robota - umožňujú núdzové zastavenie stanice.
- bezpečnostné systémy navzájom komunikujú prostredníctvom bezpečnostného ovládača, ktorý podporuje nadradené ovládanie bezpečnostných prvkov zabudovaných v stanici.
Vďaka týmto funkciám môžete dynamicky ovládať a monitorovať zóny, v ktorých sa robot pohybuje. V situácii, keď priemyselný robot prekročí bezpečnostnú zónu, sa stanica zastaví v núdzovom režime - vtedy je potrebné manuálne presunúť robota z priestoru mimo bezpečnostnej zóny.
Systémy intralogistiky a systém riadenia robotickej stanice
Na správnu realizáciu procesu paletizácie sa používajú ľahké a ťažké transportéry. Tie sú v prezentovanej aplikácii zodpovedné za prepravu krabíc a paliet. Sú riadené meničmi. (Obr. 7)
Riadenie celej aplikácie zabezpečuje riadiaca jednotka PLC, ktorá komunikuje s robotom, priemyselným počítačom, mobilným robotom a meničmi. Všetky komponenty pohonu a riadenia sú zabudované do elektrickej skrine. (Obr. 8) Aplikácia HMI sa zobrazuje na priemyselnom počítači. Komunikácia medzi PLC a AGV prebieha bezdrôtovo pomocou modernej technológie 5G.
Kontaktujte nás:
Hľadáte autorizovaného distribútora Kawasaki Robotics na Slovensku? Kontaktujte nášho partnera: S.D.A., s.r.o.
Navštívte našu webovú stránku: http://kawasakirobotics.sk, kde nájdete všeobecné informácie o spoločnosti Kawasaki Robotics, case studies a výhody robotizácie so spoločnosťou Kawasaki Robotics.
|
|
|
|
Zdroj:
1 ASTOR https://www.astor.com.pl/
2 http://bc.pollub.pl/Content/12907/PDF/roboty-new.pdf
Kamil Majcher
Robotic solutions development leader
ASTOR Robotics Center
