Выбор правильного количества осей для вашего робототехнического позиционирующего устройства

Вы решили, что вам нужно робототехническое позиционирующее устройство… но сколько осей вам нужно?

Существует так много моделей позиционирующих устройств с так многими разными стилями. У некоторых 1 простая ось, а у других — много!

Еще больше путает диапазон конфигураций, которые могут иметь позиционирующие устройства. Оси могут быть смонтированы вертикально, горизонтально и под любым углом между ними.

Выбор позиционирующего устройства с слишком большим или слишком малым количеством осей может означать потраченный впустую бюджет; но сколько считается слишком большим!?

Если вы рассматриваете робототехническое позиционирующее устройство, к этому моменту вы, вероятно, уже посмотрели несколько разных моделей. Вы, вероятно, видели одноосевые вращающиеся столы, двухосевые позиционирующие устройства и многоосевые колеса обозрения. Вы, вероятно, изучали разные бренды, стили и ценовые диапазоны.

К этому моменту, если вы честны, вы, вероятно, начинаете немного уставать от позиционирующих устройств.

Проблема с позиционирующими устройствами в том, что это не просто случай сказать «я куплю этот» и оставить это на том. Выбранное вами позиционирующее устройство повлияет на то, насколько легко интегрировать и запрограммировать вашу робототехническую ячейку. Вы не хотите выбрать неправильное и создать себе более сложную работу, чем необходимо, для развертывания и программирования робота.

Например, если вы возьмете 5-осевое позиционирующее устройство с 6-осевым роботом, это 11 осей, которые вам нужно контролировать! Если наличие такого количества осей необходимо — отлично. Но если это не нужно, вы можете пожалеть о покупке.

Почему «Сколько осей?» — запутанный вопрос

Спрос о том, сколько осей нужно вашему механизму, очень естественен. Однако это сложный вопрос для удовлетворительного ответа.

Когда мы говорим только о промышленных роботах, распространенный ответ — сказать, что нужны 6-осевые роботы. Это не всегда правда, но это правда в большинстве случаев. Причина в том, что 6 осей нужны для достижения точек в рабочей зоне робота из любой позиции и ориентации.

Как мы объясняли в нашем вводе в углы Эйлера, позиция концевика робота контролируется 6 параметрами: 3 трансляционными параметрами (X, Y и Z) и 3 вращательными параметрами (Rot[X], Rot[Y] и Rot[Z]).

Если у вашего робота меньше 6 осей, вы ограничиваете гибкость робота. Это имеет смысл для некоторых роботов — например, паллетизирующих роботов, которым нужно только подходить к объектам сверху. Однако в общем 6-осевые промышленные роботы наиболее полезны для широкого спектра задач.

За пределами 6 осей ваш механизм становится «избыточным».

Например, 7-осевые роботы могут достигать тех же точек в своей рабочей зоне, что и 6-осевые роботы. Однако управление избыточным механизмом становится более сложным. В результате вы не хотите добавлять лишние степени свободы, если они не нужны.

Добавление позиционирующего устройства означает добавление больше степеней свободы к роботу. Это может или не может привести к избыточной системе.

Нужны ли вам дополнительные степени свободы — зависит от специфических потребностей вашей задачи.

7 шагов для определения количества осей, необходимых для вашего приложения

Способ сузить поиск необходимого количества осей — внимательнее посмотреть на требования вашего приложения.

Вот процесс, который вы можете использовать для выявления некоторых потенциальных позиционирующих устройств, которые могли бы подойти вам. Он позволяет сфокусироваться на нескольких потенциальных моделях и оценить их должным образом. Если ни один из этих вариантов не подходит, вы можете снова расширить поиск и использовать полученную информацию для выбора лучшего позиционирующего устройства.

1. Посмотрите на требования вашей задачи, сосредоточившись особенно на необходимой рабочей зоне. Хороший способ сделать это — построить ваше приложение в робототехническом симуляторе.
2. Заметьте, какие аспекты задачи невозможны при использовании только робота. Какие части рабочей зоны недостижимы? Какие движения невозможны?
3. С этой информацией сделайте обоснованное предположение об одном или двух типах позиционирующего устройства, которые могут подойти вашим нуждам. Не забудьте учесть необходимую грузоподъемность для удержания ваших заготовок.
4. Найдите на рынке несколько позиционирующих устройств, которые могут соответствовать вашим критериям, и протестируйте их в вашей симуляции. Для каждого протестированного позиционирующего устройства обязательно сохраните настройку как новый проект, так как вы вернетесь к одному из проектов позже.
5. Если одна из моделей работает идеально — отлично! Тем не менее, протестируйте несколько вариантов, чтобы увидеть, какие свойства действительно требуются. Помните, что вы не хотите закончить с большим количеством степеней свободы, чем вам нужно.
6. Если ни одна из моделей не работает для вашего приложения, используйте собранную информацию для уточнения ваших требований.
7. Вернитесь на рынок и поищите одну или две модели, соответствующие этим новым требованиям. Протестируйте снова в симуляции перед выбором.

Использование такого процесса убирает часть догадок из определения правильного количества осей. С каждым тестом в вашей симуляции вы узнаете немного больше о том, что вам действительно нужно от позиционирующего устройства для выполнения вашей задачи.

Сделайте выбор и работайте с ним

Как только вы сосредоточились на модели, которая работает для вашей задачи, вы можете двигаться вперед и развивать приложение более глубоко в симуляторе.

Откройте ваш сохраненный проект с выбранным позиционирующим устройством и доводите его до полного приложения. Это позволит вам протестировать все аспекты задачи и подготовить приложение для легкой интеграции.

После того как вы приобрели ваше позиционирующее устройство, вам не нужно беспокоиться о том, могли ли больше осей принести пользу задаче. Роботы очень гибки и обычно есть несколько способов достичь тех же действий с одним роботом.

Если вы столкнетесь с проблемами при развертывании робота, вы почти наверняка сможете найти решение, используя имеющееся у вас оборудование. Это ценность выбора покупки с использованием симулятора как тестовой площадки.

Какие типы позиционирующих устройств вы рассматривали? Расскажите в комментариях ниже или присоединитесь к обсуждению в LinkedIn, Twitter, Facebook, Instagram или на форуме RoboDK.