笛卡尔机器人简单而复杂的包装自动化金震彪

笛卡尔机器人：简单而复杂的包装自动化

包装业务继续采用自动化，以减少劳动力成本和工作场所伤害，同时提高包装产品的效率和质量。但是，自动化的使用并不是平均分布的，大型消费包装商品生产商比小型包装公司具有更高的自动化程度。

包装或过程生产的操作是提高自动化程度的一个成熟领域这些设施通常位于农场附近或附近，仍然在很大程度上依赖于一些人工物料搬运操作，并且可以从基于带自定义臂端工具的长距离直角坐标机器人的自动化类型中获得直接收益。

和先进的感应功能。这些机器人可以使用各种包装机械，另外还可以执行手动任务，例如，给纸箱和托盘成型机械供料，或者将嵌套的纸板容器分开，以便在输送线上使用。笛卡尔机器人还可以处理码垛和卸码操作。

这些围绕两个或多个协调线性定位阶段构建的笛卡尔机器人，如果您不是自动化的新手，可能不是第一眼的事情。取而代之的是，有一种自然的趋势，那就是将机器人与您在工厂车间越来越看到的6轴铰接臂模型相提并论。即使是经验丰富的自动化工程师，也可能会给笛卡尔机器人一些麻烦，将注意力集中在6轴模型上。

然而，在需要机器人操纵包装机的应用中，忽略简单笛卡尔系统的好处可能是一个代价高昂的错误。

6轴问题

铰接式手臂机器人在许多自动化制造和包装设施中占据了突出的位置，这是有充分理由的。如果尺寸合适，这种类型的机器人可以轻松处理大型有效载荷。它们还具有通过编程和臂端工具更改来执行许多不同类型的自动化任务的灵活性。

在正确的工作中，我们是铰接式手臂机器人的忠实拥护者，并且我们在为电子装配和医疗应用制造定制机器人手臂方面拥有悠久的历史。

但是六轴机器人的优势是有代价的。这些先进的机器人不仅价格昂贵，而且在每个或两台包装机上都可能需要一个单元的意义上说，它们具有很高的“机器人密度”。在某些情况下，更大，更昂贵的6轴机器人可以为多台机器提供服务，但这些安排可能需要您在一个非常大的机器人周围重新布置机器。

线盒成型机由线性轴机器人加载。

铰接式手臂机器人还具有很高的辅助成本，包括安全防护和占地空间的要求，以及对这些机器人进行编程和维护的熟练员工的费用。

笛卡尔机器人的情况

对于许多包装用例，直角坐标机器人具有超过6轴模型的优势。原因之一与机器人的密度有关。单个长距离直角坐标传送机器人可以使用多台包装机，而无需在机器人周围重新布置机器。

通过将传送机器人安装在他们喜欢的机器上方，您也不会造成占地面积的损失。至少与6轴型号相比，安全防护要求也非常低，因为高架安装可以自然地将机器人和工人分开。最后，笛卡尔机器人具有较低的维护成本和编程要求。

长时间旅行的机器人可以覆盖多台机器。

要获得这些好处，您将需要合适的机器人类型来完成工作，并且并非所有笛卡尔机器人系统都是一样的。实际上，如果您在线查找笛卡尔机器人，则会发现许多针对生产机械或装配操作的贴装操作进行了优化的小型系统。这些机器人与在包装环境中有用的转移机器人完全不同，转移机器人需要满足一些更具挑战性的技术要求，包括：

长行程：如果一个机器人要搬运多台包装机，则可能需要该机器人最长的行走轴才能达到50英尺甚至更长的距离。现成的笛卡尔机器人中使用的许多线性平台根本无法达到这些长度。

独立控制的滑架：如果多个滑架可以沿主轴行进，并且每个滑架独立执行一项有用的任务，则长途搬运机器人会变得更加有效。对于笛卡尔机器人来说，这种能力是巨大的力量倍增器，它可以使一个单元完成许多工作。

定制的手臂末端工具： 虽然某些包装自动化任务可能可以使用现成的EOAT，例如真空吸尘器或手指夹具，但我们发现，专用工具可以使我们处理货物更有效地进行操作，从而简化了与机器人配合使用的物料搬运系统。

简化的控制体系结构：用于控制笛卡尔机器人的新兴策略涉及使用具有集成伺服驱动器的电机，而不是依赖于单独的电机，驱动器和控制器的更传统的控制体系结构-所有这些都安装在昂贵的机柜中。对于某些可能具有复杂运动需求的机器人，传统方法可能是有效的方法。

但是，在大多数情况下，集成伺服电机可以满足笛卡尔系统的点对点运动控制要求。当您可以使用它们时，集成的伺服电动机可以帮助最大化笛卡尔自动化系统的成本优势。

选择性使用：由于可以将直角坐标机器人安装在它们所趋向的机器之上或之后，因此它们还允许用户在需要时手动运行机器，例如，特殊规模的短期运行。地板6轴机器人很难选择使用，因为这会阻碍对包装机的访问。

机器人示例

我们最近交付了一套展示所有这些技术功能的长途转移机器人。这些机器人是为加利福尼亚中央山谷的一家农业包装公司建造的，与公司现有的IPAK托盘成形机无缝集成。每个机器人一次最多可管理四台机器，并在机器中堆放瓦楞纸板。

这些三轴龙门机器人安装在机器上方，基于我们的ServoBelt Heavy直线运动平台。该载物台设计提供了无限的行进长度，独立的移动车架以及以任何方向安装载物台的能力。对于这些机器人，三个机器人中最长的轴行进超过托盘成型机，行进长度超过50英尺。

为了将瓦楞纸板薄片输送到四台托盘成型机中，机器人首先从一个定制的码头上拾取一堆纸板，该码头上装有瓦楞纸板托盘。然后，它将纸板的负载传递到每个托盘成形器上。由于ServoBelt的速度高达4米/秒，因此即使以每分钟35个托盘的完整输出速度，机器人也可以轻松地跟上四个托盘成形器。

贝尔·埃弗曼示例机器人

这款笛卡尔机器人在头顶上运行，以拾取并运送盒子到包装站。| 图片来源：贝尔·埃弗曼

除了机器人本身之外，该交钥匙系统还具有高架安全防护和感应装置，可防止机器人在下面有人时向机器加油。该安全系统还可以选择性地使用机器人：工人可以手动维护一台或多台IPAK机器，而机器人则为其余机器提供服务。此功能允许特殊托盘的短期运行，而不会中断正常的大批量运行。

该安全防护装置基于高架滑门和传感器的简单布置，该传感器将机器人锁定在下方的机器之外，其成本仅为落地6轴机器人所需成本的一小部分。

该系统还包括所有控件和定制EOAT，它们能够处理成堆的高度和重量变化不定的瓦楞纸。该工具是可处理50公斤有效载荷的电缆，不会产生任何投诉。

对于过去用来装载机器的操作员来说，不能说相同的话。从货盘上捡起纸板，然后倾斜以将其插入成型机，这是一项艰巨的工作，导致人为伤害。使这些任务自动化可以使工作人员重新分配到对身体要求不高的任务上。

这种大型的转移机器人只是在包装环境中使用笛卡尔机器人系统的一个示例。我们还基于非常相似的笛卡尔方法开发了码垛和卸码系统。所有这些机器人所共有的想法是，三个线性运动阶段可以是包装操作自动化的最有效，最有效的方式。无需6轴机器人。

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