Wat zijn de soorten robotarmen?

Robotarmen zijn de ruggengraat van de moderne productie geworden en transformeren productielijnen in allerlei sectoren, van de automobielsector tot de elektronica, van de gezondheidszorg tot de logistiek. Omdat er een breed scala aan configuraties beschikbaar is, is het selecteren van het juiste type robotarm van cruciaal belang voor het bereiken van optimale efficiëntie, precisie en rendement op uw investering.

Deze uitgebreide gids onderzoekt de belangrijkste typen robotarmen, hun unieke kenmerken, typische toepassingen en hoe u de juiste kiest voor uw productiebehoeften.

Wat is een robotarm?

A robotarm is een programmeerbaar mechanisch apparaat dat is ontworpen om taken uit te voeren zoals picken, plaatsen, lassen, assembleren en materiaalbehandeling. Het is gemodelleerd naar de menselijke arm en bestaat uit gewrichten, schakels en een eindeffector die interageert met de omgeving. Robotarmen zijn essentiële componenten van geautomatiseerde productielijnen en bieden herhaalbaarheid, snelheid en de mogelijkheid om in gevaarlijke omgevingen te werken.

Bij BESCO Machine Tool integreren we robotarmen in complete productielijnen voor het stansen van metaal, waardoor de efficiëntie wordt verbeterd en de arbeidskosten voor fabrikanten over de hele wereld worden verlaagd.

Belangrijkste classificatiecriteria

Robotarmen worden geclassificeerd op basis van verschillende factoren:

• Mechanische structuur: De opstelling van verbindingen en schakels bepaalt de werkruimte en flexibiliteit van de robot.

• Vrijheidsgraden (DOF): het aantal onafhankelijke bewegingen; typische industriële robots hebben 4 tot 6 DOF.

• Laadvermogen: het maximale gewicht dat de arm aankan.

• Reikwijdte: De afstand die de arm kan uitstrekken vanaf de basis.

• Snelheid en precisie: essentieel voor snelle pick-and-place of zeer nauwkeurige montage.

Soorten robotarmen

1. Gelede robots

Gelede robots zijn het meest voorkomende type industriële robotarm. Ze zijn voorzien van roterende gewrichten (meestal 4 tot 6 assen) die de beweging van een menselijke arm nabootsen en uitzonderlijke flexibiliteit en een groot werkbereik bieden.

Typische toepassingen:

• Lassen (booglassen, puntlassen)

• Materiaalbehandeling

• Machine verzorgen

• Montage

• Schilderen en coaten

Gelede robots worden veel gebruikt in de automobielindustrie voor carrosserieassemblage en laslijnen, waar flexibiliteit en bereik essentieel zijn.

2. SCARA-robots

SCARA staat voor Selective Compliance Articulated Robot Arm. SCARA-robots zijn ontworpen voor taken met hoge snelheid en hoge precisie in een horizontaal vlak. Ze hebben een stijve verticale as, waardoor ze ideaal zijn voor pick-and-place-operaties waarbij verticaal inbrengen vereist is.

Typische toepassingen:

• Pick-and-place

• Assemblage (vooral PCB-assemblage)

• Verpakking

• Uitgifte

• Schroeven rijden

SCARA-robots blinken uit in de productie van elektronica, waarbij componenten met hoge snelheden tot op de millimeter nauwkeurig moeten worden geplaatst.

3. Delta-robots

Delta-robots, ook wel parallelle robots genoemd, hebben een uniek spinachtig ontwerp met drie armen die zijn verbonden met een gemeenschappelijke basis. Ze staan ​​bekend om hun uitzonderlijke snelheid en lichtgewicht constructie.

Typische toepassingen:

• Picken en sorteren op hoge snelheid

• Verpakken en palletiseren

• Behandeling van eten en drinken

• Farmaceutische verwerking

Delta-robots worden vaak aangetroffen in verpakkingslijnen, waar ze met precisie en snelheid duizenden artikelen per uur verzamelen.

4. Cartesiaanse robots (portaalrobots)

Cartesiaanse robots werken op drie lineaire assen (X, Y, Z) met behulp van een rechthoekig coördinatensysteem. Wanneer ze boven het hoofd worden gemonteerd, worden ze vaak portaalrobots genoemd.

Typische toepassingen:

• CNC-machine verzorgen

• Pick-and-place over grote oppervlakken

• Doseren en lijmen

• 3D printen

• Zwaar materiaaltransport

Cartesiaanse robots zijn ideaal voor toepassingen die grote werkruimtes of zware ladingen vereisen, zoals het laden en lossen van plaatmetaal in stempelpersen.

5. Collaboratieve robots (cobots)

Collaboratieve robots, of cobots, zijn ontworpen om naast menselijke operators te werken zonder veiligheidskooien. Ze bevatten krachtbeperkende technologie en geavanceerde sensoren om veilige interactie te garanderen.

Typische toepassingen:

• Hulp bij montage

• Machine verzorgen

• Kwaliteitscontrole

• Verpakking

• Laboratorium automatisering

Cobots worden steeds populairder in het midden- en kleinbedrijf (MKB) waar de vloeroppervlakte beperkt is en de productieseries vaak variëren.

6. Polaire robots (sferische robots)

Polaire robots gebruiken een bolvormig coördinatensysteem met een combinatie van roterende en lineaire gewrichten. Ze behoorden tot de eerste industriële robotontwerpen.

Typische toepassingen:

• Spuitgieten

• Spuitgieten

• Lassen (oudere toepassingen)

Hoewel polaire robots in moderne faciliteiten grotendeels zijn vervangen door gelede robots, blijven ze in gebruik voor gespecialiseerde toepassingen.

Vergelijkingstabel: typen robotarmen

Technologische vooruitgang op het gebied van robotarmen

Kunstmatige intelligentie en machinaal leren

Moderne robotarmen integreren steeds vaker AI om zich aan te passen aan veranderende omgevingen, bewegingspaden te optimaliseren en kwaliteitsinspecties uit te voeren via vision-systemen. Machine learning stelt robots in staat de prestaties in de loop van de tijd te verbeteren zonder expliciete herprogrammering.

Geavanceerde sensorische systemen

Visiesensoren, kracht-/koppelsensoren en tactiele feedback zorgen ervoor dat robotarmen delicate taken kunnen uitvoeren, zoals het assembleren van precisiecomponenten of het hanteren van kwetsbare materialen. Deze capaciteiten zijn essentieel bij de productie van elektronica en medische apparatuur.

Industriële Internet of Things (IIoT)-connectiviteit

Robotarmen zijn nu verbonden met fabrieksbrede netwerken, waardoor realtime monitoring, voorspellend onderhoud en naadloze integratie met andere apparatuur zoals persen, feeders en transportbanden mogelijk zijn. Deze connectiviteit is een hoeksteen van Industry 4.0 slimme fabrieken.

End-of-arm-gereedschappen (EOAT)

De veelzijdigheid van een robotarm wordt grotendeels bepaald door de eindeffector ervan. Opties zijn onder meer:

• Grijpers: Pneumatisch, elektrisch of vacuüm voor het hanteren van verschillende materialen

• Lastoortsen: Voor geautomatiseerde lastoepassingen

• Doseermondstukken: Voor lijmen of smeermiddelen

• Visiesystemen: Voor inspectie en begeleiding

Toepassingen in verschillende sectoren

Auto-industrie

Gelede robots domineren de automobielproductie en voeren puntlassen, schilderen, assemblage en materiaalbehandeling uit. Integratie met perslijnen voor het stempelen van carrosseriepanelen is gebruikelijk.

Elektronica productie

SCARA- en delta-robots hebben de voorkeur voor snelle assemblage van printplaten, connectoren en miniatuurcomponenten waarbij precisie van cruciaal belang is.

Metaalstempelen en fabricage

Robotarmen worden steeds vaker gebruikt voor het bedienen van machines: het laden van plaatmetaal in persen en het lossen van afgewerkte onderdelen. Bij BESCOMT integreren we robotarmen met stanspersen en toevoersystemen om volledig geautomatiseerde productielijnen te creëren.

Gezondheidszorg en farmaceutische producten

Collaboratieve robots helpen bij chirurgie, laboratoriumautomatisering en farmaceutische verpakkingen, waarbij netheid en precisie voorop staan.

Hoe u de juiste robotarm kiest

Houd bij het selecteren van een robotarm voor uw toepassing rekening met de volgende factoren:

1. Taakvereisten: Is de taak pick-and-place, lassen, assembleren of machinenaaien?

2. Laadvermogen: Wat is het gewicht van de onderdelen of gereedschappen die de arm moet hanteren?

3. Bereik en Werkruimte: Wat is het benodigde werkbereik?

4. Snelheid en cyclustijd: Hoe snel moet de robot werken?

5. Precisie: Welke toleranties zijn vereist?

6. Integratie: Kan de robot communiceren met bestaande apparatuur (persen, transportbanden, feeders)?

7. Veiligheid: Zal ​​de robot in een gedeelde ruimte met mensen (cobot) of op een omheind terrein opereren?

8. Budget: houd rekening met initiële investeringen, programmering, onderhoud en trainingskosten.

Casestudy: robotintegratie in stempellijn

Een fabrikant van autobeugels had te maken met een tekort aan arbeidskrachten en een inconsistente kwaliteit bij het handmatig laden van de pers. BESCOMT implementeerde een zesassige gelede robotarm met een vacuümgrijper om stalen plano's in een hydraulische stanspers te laden en afgewerkte onderdelen op een transportband te lossen.

Resultaten:

• 30% toename van de productie-output

• Geen verwondingen gerelateerd aan het laden van de pers

• Consistente kwaliteit met een first-pass rendement van 99,8%

• Terugverdientijd van minder dan 18 maanden

Toekomstige trends in robotarmen

Groei van collaboratieve robots (cobots).

De cobotmarkt breidt zich snel uit omdat het MKB op zoek is naar flexibele automatiseringsoplossingen die snel kunnen worden ingezet zonder veiligheidskooien.

Mobiele manipulatoren

Door robotarmen te combineren met autonome mobiele robots (AMR's) wordt materiaaltransport en -manipulatie in één eenheid mogelijk gemaakt, ideaal voor magazijnen en flexibele productiecellen.

AI-gestuurde optimalisatie

Machine learning zal de robotprogrammering blijven verbeteren, waardoor de implementatietijd van weken naar uren wordt teruggebracht. Dankzij op visie gebaseerd leren kunnen robots zich aanpassen aan onderdeelvariaties zonder herprogrammering.

Duurzaamheid

Energie-efficiënte servomotoren en lichtgewicht materialen verminderen het energieverbruik. Robots dragen ook bij aan duurzaamheid door materiaalverspilling te minimaliseren en productie zonder verlichting mogelijk te maken.

Conclusie

Robotarmen zijn onmisbare hulpmiddelen in de moderne productie en bieden ongeëvenaarde efficiëntie, precisie en flexibiliteit. Door de verschillende typen te begrijpen – van gearticuleerd en SCARA tot delta, cartesiaans en collaboratief – kunnen fabrikanten de juiste oplossing voor hun specifieke toepassingen selecteren.

Bij BESCO Machine Tool Limited integreren we robotarmen in complete metaalvormoplossingen, inclusief stempelpersen, feeders en automatiseringssystemen. Met meer dan 20 jaar ervaring en een wereldwijde aanwezigheid in meer dan 50 landen helpen we fabrikanten productielijnen voor de toekomst te optimaliseren.

Ontdek onze robotarmoplossingen of neem contact op met ons engineeringteam om uw automatiseringsbehoeften te bespreken.

Veelgestelde vragen

Vraag: Wat is het meest voorkomende type robotarm?
A: Gelede robots (6-assig) komen het meest voor vanwege hun flexibiliteit en brede scala aan toepassingen.

Vraag: Wat is het verschil tussen SCARA en gelede robots?
A: SCARA-robots hebben 4 assen en blinken uit in snelle horizontale pick-and-place; gelede robots hebben 6 assen en bieden meer flexibiliteit voor complexe taken.

Vraag: Kunnen robotarmen worden gebruikt met stempelpersen?
EEN: Ja. Robotarmen worden vaak gebruikt voor het laden van plano's in persen en het lossen van afgewerkte onderdelen, waardoor de veiligheid en productiviteit worden verbeterd.

Vraag: Wat is een collaboratieve robot (cobot)?
A: Een cobot is ontworpen om veilig naast mensen te werken, zonder veiligheidskooien, met behulp van krachtbeperkende technologie.

Vraag: Hoe kies ik tussen een deltarobot en een SCARA-robot?
A: Gebruik deltarobots voor het extreem snel verzamelen van lichtgewicht artikelen; gebruik SCARA-robots voor montage- en precisieplaatsingstaken.