Pick-and-Place-Roboter: 5 Antworten, die Sie kennen sollten

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Das Thema der Diskussion: Pick and Place-Roboter und seine außergewöhnliche Konventionalität

 Was ist ein Bestückungsroboter?

Pick-and-Place-Roboter ersetzen menschliche Arbeiter in der Fertigungsindustrie für sich wiederholende Arbeiten. Ihre Funktion besteht normalerweise darin, ein bestimmtes Objekt von einer definierten Position aufzunehmen und an einer anderen definierten Koordinate zu platzieren.

Eines der häufigsten Beispiele kann die sich wiederholende Aufgabe sein, dieselben Produkte in einer Verpackungsfabrik auf dieselbe Weise zu verpacken. Bei der Übergabe solcher Aufträge an diese Roboter können sich die Menschen auf komplexere Arbeiten konzentrieren. Pick-and-Place-Roboter fallen daher unter die Kategorie der Industrieroboter, die automatisiert und programmiert werden können, um sich auf drei oder mehr Achsen zu bewegen.

Das Bedeutung von Pick-and-Place-Robotern kann verstanden werden, wenn man sich vor Augen führt, wie groß die Fertigungsindustrie ist. Laut dem von Statista erstellten Bericht hat sich das Verkaufsvolumen von Industrierobotern in den letzten zehn Jahren verdreifacht und erreichte damit eine Zahl von fast 4,00,000 Einheiten im Jahr 2018. Etwa 2,000 Roboterraten können 10,000 Werke in der Industrie ersetzen.

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Ein typischer Bestückungsroboter Konfiguration
Bild-Kredit: Phenoptix, Blueblack Vorschau vorgestellt, CC BY-SA 3.0

Wie Funktionieren die Observatorien?

Das Definition eines Pick-and-Place-Roboters selbst stellt das Funktionieren dar. Sie nehmen den gewünschten Gegenstand von einem identifizierten Ort auf und legen ihn an einer anderen gewünschten Koordinate ab. Der Ablauf ist im Roboter vorprogrammiert und die zur Bearbeitung verwendete Technik aufgerufen Roboter-Prozessautomatisierung (RPA).

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Roboter-Prozessautomatisierung

Diese Roboter werden normalerweise auf einem Ständer montiert. Die Größe des Ständers hängt davon ab, wie schwer oder leicht die Nutzlast ist. Je gigantischer der Roboter ist, desto bedeutender ist der Stand und umgekehrt. Der Ständer ist strategisch so positioniert, dass der Roboter die erforderliche Reichweite für die ihm zugewiesene Aufgabe erreicht.

Wie bereits erwähnt, werden diese Roboter verwendet, um menschliche Arbeit freizugeben, indem sie bei sich wiederholenden Aufgaben ersetzt werden, bei denen ein bestimmtes Objekt von einem definierten Ort aufgenommen und in einer anderen vorprogrammierten Koordinate platziert wird.

Wenn es beispielsweise in der Frischwarenindustrie eine Pick-and-Place-Roboterzelle gibt, wird die Roboterzelle normalerweise am oberen Teil des Rahmens in der Förderprozesslinie angebracht, wie in der folgenden Abbildung gezeigt. Die Aufnahme eines Bildverarbeitungssystems in das System ist wahrscheinlich, das es dem Roboter ermöglicht, die genaue Position des Objekts zu visualisieren, um es am Ende der Förderlinie zu erfassen, anzuheben, zu tragen und fallen zu lassen. Dieser Prozess stellt die Genauigkeit des Kurses sicher, indem das Risiko von Beschädigungen und Ausfällen auf ein mögliches Minimum reduziert wird.

Was sind die Typen und Anwendungen eines Bestückungsroboters?

Arten von Bestückungsrobotern

Verschiedene Kategorien von Produkt- und Designlayouts bestimmen die Konfiguration des Roboter-Bestückungssystems. Da es sich um ein Handhabungssystem mit automatischen Funktionen und Fähigkeiten handelt, kann dieses System ohne Eingaben des Bedieners ausgeführt werden, um Produkte oder Teile von einem Prozess in einen anderen oder von einem Prozess in Verpackungen oder andere Anwendungen zu kommissionieren, in denen Artikel delokalisiert werden müssen von einer absoluten Koordinate zur anderen. Ein Pick-and-Place des Robotersystems ersetzt die menschliche Arbeit für die oben genannten Aufgaben und reduziert Verletzungen durch wiederholte Belastung und Ermüdung der Arbeiter, wodurch Produktivität und Effizienz gesteigert werden.

Die verschiedenen Arten von Pick- und Roboterrobotern werden unten erläutert.

Roboterarm: Dies ist eine der wichtigen Kategorien von „Pick-and-Place-Robotern“, die stereotyp in Form eines 5-Achsen-Roboters vorliegen, der für Pick-and-Place-Anwendungen in der Ebene standardisiert ist, oder des 6-Achsen-Typs für komplexere Anwendungen, bei denen Das Produkt ist nicht auf die horizontale Ebene ausgerichtet und weist eine Verdrehung auf.

Kartesisch: Dies ist ein weiterer weit verbreiteter Typ von Bestückungsrobotern, der zu einem bestimmten Zeitpunkt billiger war, heutzutage jedoch nur noch in Spritzgießmaschinen eingesetzt wird.

Delta: Diese Bestückungsroboter sind direkt über dem Förderband montiert und werden normalerweise für Hochgeschwindigkeits-Bestückungszwecke verwendet.

Schnelle Auswahl: Schnelle Bestückungsroboter sind auch andere Optionen für Hochgeschwindigkeitsanwendungen mit Zykluszeiten von mindestens 150 Zyklen pro Minute.

Kollaborativ: Diese sind in den letzten Jahren bei industriellen Anwendungen sehr beliebt geworden, obwohl sie nur begrenzte Möglichkeiten haben, meist kleinere und langsamere Roboter zu sein, bei denen es schwierig ist, komplexe Funktionen zu handhaben.

Ein umfangreiches Spektrum von erfahrenen Automatisierungsingenieuren muss neben Maschinenbauingenieuren und CAD-Konstrukteuren auch Robotersysteme installieren und in Betrieb nehmen, zusammen mit Roboter- und Steuerungsexperten. Ein Roboter-Bestückungssystem umfasst normalerweise eine Montageplattform, ein Siebsteuerungssystem, Verriegelungen zur Sicherung, einen maßgeschneiderten Endeffektor und einen Primärförderer.

Mit einem individuell angepassten Bestückungssystem ist es auch möglich, das Design an unsere Anforderungen anzupassen. Variationen können Layout, Schutz, Anzahl der Produkte, die der Roboter erfassen kann, Stapelkonfiguration und viele zusätzliche Funktionen umfassen.

Die Bestückungsroboter werden auch anhand ihrer Größe klassifiziert, die sich direkt auf ihren Anwendungsbereich auswirkt. 

Kleines Roboter-Bestückungssystem: Ein kleines Pick-and-Place-Robotersystem wird stereotyp für kleine Produkte verwendet und auch dann, wenn der Abstand, den es zum Austausch zwischen zwei festen Koordinaten benötigt, gering ist. Einige Beispiele können Schokoladenverpackungen in Kartons oder das Platzieren elektronischer Komponenten auf einer Leiterplatte und die Ausrichtung anderer Kleinteile umfassen.

Mittleres Roboter-Bestückungssystem: Mittlere Pick-and-Place-Robotersysteme werden eingesetzt, wenn das Produkt größer als im vorherigen Fall ist und über eine gestreckte Strecke angehoben werden muss, die eine Vereinigung mehrerer kleinerer Pick-and-Place-Anwendungen darstellt. 

Großes Roboter-Bestückungssystem: Große Bestückungsroboter werden normalerweise in der Schwerindustrie eingesetzt, wo Produkte bis zu 1,000 kg wiegen können. Nur wenige Anwendungen von sperrigen Bestückungsrobotern werden eingesetzt, um Autos in der Produktionslinie zu bewegen und schwere Glasscheiben und andere Rohstoffe usw. zu delokalisieren.

Anwendungen von Pick and Place Robot

Es gibt eine Vielzahl von Anwendungen, bei denen Pick-and-Place-Roboter in der Fertigungsindustrie eingesetzt werden. Die Vielfalt der Anwendungen hängt von den differenzierbaren Fähigkeiten des Roboters ab. Zum Beispiel können diese Roboter etwas so Kleines wie einen Donut vom vorgesehenen Zähler für großtechnische Anwendungen aufnehmen, bei denen Roboter-Palettiergewichte in Tonnen verwendet werden.

Montage: Während eines Montageprozesses können diese Roboter ein Produkt oder einen Teil davon von einem Förderband aufnehmen und dann auf ein anderes legen. Dies ist ein alltäglicher Gebrauch im Genre der kleinen elektronischen Waren und Frischwarenlinien. Der Roboter dort muss mit dem Transport von Produkten von einer Produktionslinie zur anderen arbeiten.

Verpackung: Dies unterscheidet sich nicht wesentlich vom Montageprozess, da der Bestückungsroboter einen Artikel in zugewiesenen Behältern verpacken muss, anstatt ihn nur vom Band zu nehmen und zu delokalisieren.

Selektive Kommissionierung: Roboter dabei Anwendung weisen in der Regel Vision-Sensoren auf die ihnen helfen, ausgewählte Objekte aus dem Durcheinander zu identifizieren und sie von einem Förderband oder einer Produktionslinie aufzunehmen, die der vorprogrammierten Beschreibung entsprechen. Die dafür eingesetzte Technologie heißt Machine Vision, die die verschiedenen Möglichkeiten bestimmt, wie wir den Roboter einsetzen können, um ein Produkt zu identifizieren, das nicht den Standards der Produktionslinie entspricht.

Inspektion: Wie bereits erwähnt, kann durch die Integration eines Bildverarbeitungssystems in den Bestückungsroboter die Produkte und alles, was auf dem Fördersystem gesendet wird, überwacht werden, wodurch während des gesamten Prozesses viele Fehler reduziert werden. Es hilft dabei, das fehlerhafte Produkt zu erkennen, das dann von einem anderen für den Auftrag bestimmten Bestückungsroboter aus der Charge der raffinierten Produkte herausgesucht wird.

Automatisierung der Gießerei mit Roboter
Automatisierung der Gießerei

Vorteile von Pick and Place Robot

Es gibt eine Vielzahl von Dingen, von denen ein Unternehmen profitieren kann, wenn es Pick-and-Place-Roboter in seiner Fabrik installiert. Es beginnt mit der Beschleunigung des Fertigungslinienprozesses bis zur Reduzierung der Betriebskosten des Unternehmens, von denen einige im Folgenden kurz erläutert werden.

Wenn wir über Geschäfte sprechen, können wir uns nicht nur an das halten, was notwendig ist. Dadurch werden die Bestückungsroboter oder jegliche Automatisierung vollständig aus der Liste der Notwendigkeiten gestrichen. Wir müssen darüber sprechen, wie vorteilhaft es für das Unternehmen sein wird, sie in seine Maschinenliste aufzunehmen. Dies hängt von der Art der Fähigkeiten ab, über die jede dieser Maschinen verfügt, was sehr unterschiedlich ist.

Im Folgenden finden Sie einige Beispiele dafür, wie Bestückungsroboter die gewerbliche Geräteindustrie unterstützen können, um ihren Kundenservice zu verbessern und die Gesamteffizienz zu verbessern.

Schnelligkeit

Die Verwendung eines Bestückungsroboters kann die Geschwindigkeit der Prozesse, die an verschiedenen Operationen beteiligt sind, erheblich erhöhen. Dies spart den Unternehmen viel Zeit, da die sich wiederholenden Aufgaben aufgrund des Umfangs der Synchronisation, die sie in den Prozess einbringen, mit einer konstanten Geschwindigkeit ausgeführt werden.

Robotik OnlineAuf der Website werden die Pick-and-Place-Robotersysteme vorgestellt, die mit visuellen Leitsystemen ausgestattet sind, und können 100 Produkte pro Sekunde identifizieren.

Konsistenz und Genauigkeit

Konsequent und genau zu sein, was sie tun, ist eine der zuverlässigsten Eigenschaften eines Roboters. Dies liegt daran, dass kaum menschliches Versagen möglich ist. Roboter sind für bestimmte Aufgaben programmiert und werden nicht wie Menschen müde und minimieren so die Wahrscheinlichkeit eines menschenähnlichen Fehlers auf Null, es sei denn, das System selbst weist eine Fehlfunktion auf.

Return on Investment

Die Integration von Robotern in ein bestehendes System ist einer der wesentlichen Vorteile für Unternehmen. Angesichts der Zeit, um die Investitionskosten zu decken, können Unternehmen aufgrund der Erhöhung der Produktivitätsrate mit der geringstmöglichen Fehlerquote einen umfassenden Return on Investment verzeichnen. Anfängliche Verpflichtungen scheinen beängstigend, aber es ist nur eine Frage der Zeit, bis die Gewinne sichtbar werden.

Produktivitätssteigerung

Die Integration von Bestückungsrobotern in die richtige Richtung kann die Produktivität des Unternehmens auf zwei Arten steigern: Erstens beschleunigt sie den Prozess im Vergleich zu dem, als menschliche Arbeiter dasselbe taten. Zweitens kann die freigesetzte menschliche Arbeit jetzt in kompliziertere Aufgaben verwickelt werden, um sie schneller zu erledigen.

Wie wähle ich das richtige Modell von Pick and Place Robot aus?

Zehn Parameter helfen uns bei der Auswahl des richtigen Modells für Bestückungsroboter für unser Unternehmen.

Anwendung- Die Aufgabe, der der Roboter zugewiesen wird.

Nutzlast- Das Gewicht der Teile oder Produkte, die der Roboter anheben muss.

Freiheitsgrad- Die Ausdehnung des Bereichs, der zum Arbeitsraum des Roboters wird, bestimmt die Anzahl der Achsen, die er haben soll.

Arbeitsbereich- Die Entfernung, die der Roboter in seiner maximalen Reichweite zurücklegen muss.

Positioniergenauigkeit- Die Fähigkeit des Roboters, die sich wiederholende Aufgabe jedes Mal zu erledigen, wenn er den gewünschten Ort erreicht.

Geschwindigkeit- Zykluszeit, die die Aufgabe ausführen muss.

Körpergewicht- Bestimmt die Konfiguration der Montagefläche für den Roboter.

Bremse- Bestimmt die Anzahl der Achsen des Roboters, die über ein Bremssystem verfügen.

Trägheitsmoment – ​​Bestimmt die Höhe des Drehmoments anwendbar auf verschiedenen Achsen.

Schutzlevel- Bestimmt die Branche, in der der Roboter verwendet wird, da unterschiedliche Umgebungen unterschiedliche Risikofaktoren haben.

Was kostet ein Bestückungsroboter?

Um einen Eindruck von diesem Abschnitt zu bekommen, können wir das Beispiel des Durchschnittspreises eines Bestückungs-Industrieroboters mit einer Nutzlast von 5 kg und einer maximalen Reichweite von 740 mm nehmen. Jetzt haben verschiedene Marken unterschiedliche Preislisten für dieselbe.

Der Gewinner ist in diesem Fall Fanuc LR Mate 200iA, der etwa 25 USD kostet.

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