Публикация
  • Рубрика: Пресс-релизы
    17.11.2014

    Трипод EXPT от Festo – манипулятор высшей категории

  • Задачи автоматизации перекладки и манипулирования небольших и средних объектов в настоящее время становятся все более актуальными. Ряд локальных задач автоматизации – укладка продукции в индивидуальной упаковке в групповую, вложение картонных прокладок между слоями, установка дополнительных клапанов или дозаторов на упаковку и т.д. – требует интеллектуальных, производительных и адаптивных систем перемещения с функциями робототехники. Таким универсальным манипулятором для широкого круга задач, в том числе и в упаковочной промышленности, является манипулятор Трипод EXPT от Festo. Построенный по принципу параллельной кинематики Трипод способен осуществлять перекладку изделий до 5 кг с высокой производительностью.

    Обзор конструкции

    Трипод EXPT представляет собой электромеханический манипулятор с функциями робототехники для перемещения объектов или инструмента в пространстве.

    Трипод, построенный на базе стандартных электромеханических приводов, 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 одновременно.

    Манипулятор построен в виде пирамиды, ребрами которой являются три линейных привода с зубчатым ремнем с кареткой. 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.

    Пирамидальная конструкция позволяет получить жесткую конструкцию и устойчивое основание, что позволяет добиваться высокой точности перемещений, снизить вибрации при перемещении, а также оптимально распределять усилия.

    При необходимости осуществлять поворот изделий или инструмента, установленных на выходном звене, предусмотрена стандартная опция 4-го поворотного привода. Этот компактный и мощный привод обеспечивает высокую динамику и точность поворота.

    Состав системы перемещения

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

    В шкаф входят: контроллер 3D-траекторий CMXR, контроллеры двигателей CMMP-AS (3 или 4 в зависимости от наличия или отсутствия поворотной оси), контроллер безопасности, а также необходимые электротехнические компоненты.

    В большинстве случаев манипулятор 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.

    Применения

    Наиболее типичным применением Трипода для задач упаковки является процесс вертикальной укладки в коробку, лоток коррекс индивидуальных изделий. Например, система укладки на базе Трипода EXPT с функциями сортировки и отбраковки. 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. Подобная система позволяет автоматически производить сортировку и отбраковку негодных изделий благодаря наличию системы технического зрения и свободно-программируемого манипулятора Трипод.

    Весьма распространены задачи нанесения клея по контуру. Для упаковочной промышленности типичным является задача установки пластиковой крышки-дозатора многоразового использования. Такая задача может быть решена с помощью манипулятора Трипод следующим образом: крышки поступают в шаговом режиме по конвейеру, затем Трипод 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 завершение крышка устанавливается в определенное место на упаковках, которые следуют непрерывно по своему конвейеру.

    Преимущества

    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 целостности систему перемещения даже в случае нештатной ситуации на конвейере. Жесткая конструкция и устойчивое основание дает возможность использовать Трипод в различных сферах применения, 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.