Roboty Pick & Place

277

Tam, gdzie niezbędna jest duża precyzja, powtarzalność i efektywność montażu, robotyzacja zdobywa coraz mocniejszą pozycję, skutecznie wypierając ręczne metody pracy. Proces automatyzacji jest korzystny dla firm, dlatego przedsiębiorcy chętnie implementują tego typu rozwiązania na swoich liniach produkcyjnych. Na liście najbardziej popularnych robotów znajdują się te, które określa się mianem „Pick and Place”.

„Pobierz i odłóż”. Jak działają tego typu roboty?

„Pick and Place”, to z angielskiego „pobierz i odłóż”. Nie ma chyba bardziej obrazowego określenia opisującego czynności i zadania, które wykonują tego typu roboty. Zostały one zbudowane w ten sposób, aby – korzystając z danych zawartych w specjalnym programie – podnosić przedmioty i przekładać je w określone miejsce. Najczęściej tym miejscem są opakowania zbiorcze.

Roboty Pick and Place wyposażone są w mechaniczne, nieco wzorowane na ludzkim, ramię. Jest ono zakończone „ręką”, czyli przyssawką lub chwytakiem, którego „palce” umożliwiają precyzyjne chwytanie, a następnie przenoszenie zadanych elementów do opakowań (wytłoczek, kartonów, skrzyni bądź tacek), transportowanych do miejsca załadunku za pośrednictwem przenośników taśmowych. Nadzór nad poprawną realizacją tego zadania przez roboty Pick and Place zapewnia zastosowanie systemu wizyjnego.

Rodzaje robotów typu Pick and Place

Do najbardziej popularnych maszyn wykorzystujących tę technologię zaliczyć można Roboty Kartezjańskie, Ramiona Robota, Deltę, Fast Pick i coboty.

Kartezjański robot Pick and Place potrafi działać na wielu płaszczyznach, poruszając się w trzech osiach ortogonalnych X, Y i Z, z zastosowaniem współrzędnych kartezjańskich. Tego typu urządzenia mogą być wyposażone w dowolny rodzaj siłownika liniowego, a także jeden z kilku typów mechanizmów napędowych (mogą to być mechanizmy pasowe, kulkowe lub śrubowe).

Ramiona Robota (Robotic Arm) to robot Pick and Place, którego chyba najczęściej spotkać można w zakładach produkcyjnych. Tego typu robot wyposażony w 5 osi często stosowany jest w aplikacjach, w których materiały przenoszone są na jednej płaszczyźnie. Z kolei model z 6 ramionami, wykorzystać można nawet wtedy, gdy obiekty muszą zostać skręcone przed umieszczeniem w miejscu docelowym.

Komentarz eksperta

Radosław Matiakowski – Prezes CoRobotics Sp.z o.o.

Posiada ponad 20-letnie doświadczenie w branży wysokich technologii m.in. w automatyce, robotyce, energetyce w zakresie zarządzania, sprzedaży, produkcji, badań i rozwoju. Uczestniczył w wielu projektach inwestycyjnych i doradczych w dziedzinach: systemów zasilania, robotyzacji i automatyzacji procesów oraz zarządzania strategicznego. Swoją interdyscyplinarną wiedzę zdobywał na Politechnice Warszawskiej – Wydział Elektryczny, Uniwersytecie Warszawskim – Wydział Dziennikarstwa, Szkole Głównej Handlowej – Katedra Zarządzania w Gospodarce oraz programie MBA na Erasmus University – Rotterdam School od Management. Entuzjasta nowych technologii, w szczególności Industry 4.0, sztucznej inteligencji oraz automatyki i robotyki. Zawodowo związany z CoRobotics w zakresie cobotów, robotów przemysłowych, systemów podawania Asyril, automatyzacji i robotyzacji produkcji oraz RMG Management gdzie uczestniczy w projektach doradczych dla sektora wysokich technologii.

Użytkownicy szukają wydajnych, niezawodnych rozwiązań, które w pełni automatyzują proces pick&place zapewniając jednocześnie szybkie i łatwe dostosowanie do zmiennych rozmiarów elementów. Wynika to poniekąd ze zmian charakteru produkcji, który wymaga krótszych serii i indywidualnych produktów. Przy robotyzacji procesów pick&place stosujemy wiele rodzajów robotów. Począwszy od robotów typu DELTA, SCARA poprzez roboty 6-cio osiowe aż na Cobotach kończąc. Jeżeli kluczowym wymaganiem jest ograniczona ilość miejsca, łatwość programowania i idąca za nią elastyczność zmian do nowych układów produkcyjnych to doskonałym rozwiązaniem są coboty. Należy jednak pamiętać, że z powodu bezpiecznej pracy z Człowiekiem nie są one zbyt szybkie gdyż osiągają prędkości do 1,5 m/s. W przypadku procesów wymagających dużych prędkości polecam roboty przemysłowe NACHI, które na tle innych rozwiązań wyróżniają się prędkością. Obecnie robot 6-osiowy MZ07, jest najszybszym robotem w swojej klasie, wykonując cykl pick&place o skoku 25/300/25mm w 0,31 sekundy. To wynik pozwalający konkurować z robotami SCARA. W przypadku potrzeby jeszcze krótszych czasów, istnieje ciekawe rozwiązania NACHI w postaci robotów EZ oparte o odwróconą geometrie SCARA tzw. wind slicer. Robot ten nie musi wykonywać ruchów naokoło swoich osi, dzięki czemu jest ponad 30% szybszy od klasycznych robotów SCARA.

Przed wyborem konkretnego rozwiązania rekomenduję wykonanie dobrej koncepcji robotyzacji procesu pick&place, która uwzględni wszystkie obecne i przyszłe potrzeby użytkownika w zakresie czasu cyklu, zmian na produkcji, dostępnego miejsca czy wymagań bezpieczeństwa.

Delty potrafią grupować elementy. Następnie układają je do montażu lub umieszczają w pojemnikach. Walorem tych maszyn jest zaawansowana technologia widzenia, dzięki której rozróżniają rozmiary, kształty i kolory. Zazwyczaj zastosowanie znajdują modele działające w 3 lub 4 osiach. Delty wyposażono w ciężkie silniki, które są przymocowane do ramy. Lekkie są natomiast ramiona tych maszyn, połączone prętami ze złączami na obu końcach każdego ramienia. To umożliwia im płynny i swobodny ruch.

Jak sama nazwa wskazuje, roboty Fast Pick służą do szybkiego pobierania. Doskonale nadają się do stosowania w aplikacjach o średniej i dużej objętości z jednostkami SKU o dużej prędkości. Wyręczają człowieka np. w pracach polegających na dodawaniu próbek do zamówień.

I w końcu coboty, czyli roboty współpracujące. Mogą np. wskazywać lokalizację lub monitorować kolejne etapy realizacji określonego zadania. W dużym uproszczeniu – roboty współpracujące pomagają ludziom pracować wydajniej.

Zastosowanie robotów Pick and Place

Maszyny Pick and Place montowane są najczęściej w miejscach, w których realizowane są zadania związane z przepakowywaniem, rozpakowywaniem i przekładaniem komponentów lub gotowych produktów. Są w tej pracy bardzo sprawne i precyzyjne, co czyni je niezastąpionymi w procesach paletyzacji, a także montażu i produkcji. Stosowane są w zakładach różnych branż, od automotive, poprzez elektroniczną na spożywczej kończąc. Znakomicie sprawdzają się w magazynach, na halach produkcyjnych i montażowych, a także w sortowni.

Na rynku znaleźć można roboty Pick and Place o wielu możliwych zastosowaniach. Mogą to być np. maszyny z dwoma głowicami, które jednocześnie pobierają jeden materiał i umieszczają inny w zadanym miejscu. Urządzenie może być wyposażone w niezależną stację podającą i wyświetlacz. W takim modelu mechanizm przekładni posiada precyzyjny pas synchroniczny i prowadnicę liniową, a także serwomotor krokowy.

Cechy robotów w aplikacjach Pick and Place

Zakłady, które decydują się na zastosowanie aplikacji Pick and Place najczęściej automatyzują procesy montażowe lub oczekują wydajności, precyzji i niezawodności przy dużych prędkościach transportu produktów czy komponentów. Dlatego tego typu maszyny wykonują zadania związane z montażem detali bądź komponentów elektroniki, sortują produkty, dokonują inspekcji i detekcji uszkodzonych detali, reorientują detale w przenośnikach bądź przekazują je pomiędzy gniazdami produkcyjnymi, wyszukują i wyładowują komponenty z opakowań zbiorczych bądź pakują gotowe produkty, a także pakują i przepakowują mixy.

Pick and Place – dlaczego warto?

Maszyny Pick and Place mają zdolność przenoszenia nawet drobnych i delikatnych komponentów, a do tego robią to z dużą prędkością i precyzją. Zastąpienie nimi pracy człowieka jest bardzo korzystnym finansowo rozwiązaniem. Ich praca jest przy tym powtarzalna i niemal bezbłędna. Zaawansowana optyka kamer pozwala na wnikliwszą kontrolę komponentów i cech fizycznych produktów powstających w trakcie montażu. Roboty tego typu skracają czas cyklu, a także mogą pracować w środowisku, w którym występują największe potencjalne zagrożenia dla człowieka, takie jak np. duże prasy.

Źródło: Redakcja InżynierUR.pl