Settimo asse per robot

Quando un robot ha bisogno di un settimo asse?

Un settimo asse è utile quando la portata di un robot fisso non è sufficiente.

Invece di installare un robot separato in ogni postazione di lavoro, un solo robot può spostarsi tra diverse posizioni. Questo permette di sfruttare meglio il robot e di creare un layout di automazione più flessibile.

Le applicazioni tipiche includono:

Asservimento di due o più macchine
Movimentazione di materiali tra postazioni di lavoro
Pick and place su distanze maggiori
Pallettizzazione e depallettizzazione
Assemblaggio in più stazioni
Ispezione di componenti di grandi dimensioni
Incollaggio, saldatura o lavorazione lungo pezzi molto lunghi
Celle di lavoro flessibili con posizioni del robot variabili

Un asse lineare per robot è particolarmente utile quando i compiti possono essere eseguiti uno dopo l’altro. Quando due operazioni devono essere eseguite contemporaneamente, due robot separati possono essere la scelta migliore.

Quale settimo asse è adatto al tuo robot?

Parti dal produttore e dal modello esatto del robot.

Il supporto del robot, la capacità di carico in movimento, il motore, il controllore e il collegamento software devono essere compatibili con il robot. Una guida lineare progettata per un cobot leggero è diversa da una destinata a un robot industriale di maggiori dimensioni.

RBTX offre soluzioni preconfigurate per famiglie di robot tra cui:

igus robolink DP
igus ReBeL
Robot SCARA Epson
Epson VT6
Universal Robots in diverse fasce di dimensione

Sono possibili anche soluzioni per robot ABB e per altre marche di robot. La configurazione corretta dipende dal modello esatto del robot e dall’applicazione.

Domanda di selezione	Perché è importante
Quale robot verrà installato?	La piastra di montaggio e il collegamento di controllo devono essere compatibili con il modello.
Quanto pesa il robot?	La guida sposta l’intero robot.
Quale utensile è montato?	Pinze, telecamere e utensili aumentano il carico in movimento.
Quanto pesa il pezzo?	Il peso del pezzo deve essere incluso nel carico totale.
Quanto deve spostarsi il robot?	Questo determina la lunghezza di corsa necessaria.
Con quale rapidità deve cambiare posizione?	Il tempo di spostamento può influire sul tempo ciclo.
Come verrà controllata la guida?	Il controllore del robot, il PLC e il controllore del motore devono lavorare insieme.

Quanto peso deve spostare la guida?

Il settimo asse di un robot non sposta soltanto il pezzo. Trasporta l’intero sistema robotico.

Il carico in movimento può comprendere:

Robot
Piastra di montaggio del robot
Pinza o utensile di processo
Pezzo
Telecamere e sensori
Cavi e tubi
Ulteriori dotazioni montate sul robot

Un modo semplice per stimare il carico è:

Carico in movimento = robot + utensile + pezzo + accessori in movimento

Il solo carico utile del robot non è sufficiente per scegliere la guida.

Conta anche la posizione del peso. Un utensile lungo che si estende lontano dal robot può sollecitare la guida più di un utensile compatto dello stesso peso.

Prima di scegliere un’unità di traslazione per robot, raccogli sia il peso sia le dimensioni di base dell’intero sistema in movimento.

Quanta corsa serve al robot?

La lunghezza di corsa indica di quanto il robot può spostarsi lungo la guida.

Non misurare solo la distanza tra due macchine. Considera anche la portata del robot e la posizione esatta di ogni punto di prelievo, deposito, carico o lavorazione.

Le misure importanti includono:

Distanza tra le postazioni di lavoro
Posizione della base del robot sul carrello
Portata del robot
Posizioni di prelievo e di rilascio
Spazio a entrambe le estremità della guida
Distanza da pareti e attrezzature circostanti
Spazio necessario per i cavi e la catena portacavi
Eventuali postazioni di lavoro future

Applicazione	Requisito di corsa
Asservimento di due macchine	Distanza tra le due posizioni di carico delle macchine
Raggiungimento di più pallet	Larghezza dell’intera area pallet
Lavorazione di un pezzo lungo	Lunghezza dell’area di lavorazione richiesta
Collegamento di stazioni di assemblaggio	Distanza dalla prima all’ultima stazione
Pianificazione di modifiche future	Distanza richiesta più una riserva adeguata

Un sistema a guida per robot più lungo non è automaticamente migliore. Richiede più spazio a pavimento e può aumentare l’impegno necessario per supporto, allineamento, gestione dei cavi e installazione.

Scegli la lunghezza di corsa di cui il processo ha realmente bisogno, con una riserva sufficiente per regolazioni realistiche.

Quanto deve essere veloce il settimo asse?

La velocità richiesta dipende da quanto spesso il robot cambia posizione.

Nell’asservimento macchine, il tempo di spostamento tra le macchine può incidere direttamente sulla produttività. Per un processo di ispezione o assemblaggio più lento, la velocità massima della guida può essere meno rilevante.

Poniti tre domande:

Quanto si sposta il robot in ogni ciclo?
Con quale frequenza si sposta tra le posizioni?
Di quanto tempo si dispone per ogni spostamento?

La velocità massima è solo una parte della risposta. Anche accelerazione, decelerazione e posizionamento finale richiedono tempo.

Un asse robot esterno più veloce può non migliorare il processo complessivo se il robot trascorre la maggior parte del ciclo in attesa di una macchina, di un trasportatore o di un operatore.

Confronta il ciclo completo, non solo la velocità massima della guida.

Quanto deve essere precisa la guida?

La precisione di posizionamento richiesta dipende dal compito.

Per la semplice movimentazione di materiali, può bastare che il robot raggiunga la postazione di lavoro corretta in modo generico. Per l’assemblaggio, l’ispezione o la manipolazione di piccoli pezzi, può essere necessario un posizionamento più costante.

Applicazione	Importanza del posizionamento della guida
Movimentazione di materiali di base	Spesso meno esigente
Asservimento macchine	È importante una posizione di arresto ripetibile
Assemblaggio di precisione	Esigenze più elevate per l’intero sistema
Prelievo guidato da visione	Una telecamera può correggere la posizione finale del pezzo
Incollaggio o saldatura	Può essere importante un movimento fluido e coordinato

Non valutare la guida lineare per robot da sola. Robot, supporto della guida, utensile, attrezzatura di fissaggio e posizione del pezzo influiscono tutti sul risultato finale.

Come si controlla un settimo asse per robot?

La guida ha bisogno di un motore e di un sistema di controllo adatto.

A seconda della soluzione, il collegamento può avvenire tramite:

Controllore del robot
Ingressi e uscite digitali
PLC
Controllore del motore separato
Software specifico del produttore
Moduli di programmazione predisposti

Esistono due modi comuni di utilizzare la guida.

Spostamento tra posizioni fisse

La guida si sposta in una posizione definita, come Macchina 1, Macchina 2, una posizione pallet o una posizione di home. Una volta raggiunta la posizione, il robot inizia il suo compito.

Questo approccio è adatto per:

Asservimento macchine
Più postazioni di lavoro fisse
Cambi pallet
Semplici applicazioni di pick and place

Movimento coordinato di robot e guida

Nelle applicazioni più avanzate, robot e guida si muovono come parte di un unico processo coordinato.

Questo può essere utile per:

Percorsi di saldatura lunghi
Incollaggio lungo componenti di grandi dimensioni
Ispezione di pezzi lunghi
Processi che richiedono un movimento continuo

Il movimento coordinato richiede più pianificazione e programmazione rispetto allo spostamento tra posizioni fisse. ABB, ad esempio, descrive il movimento della guida come un asse esterno che può essere coordinato con gli assi principali del robot.

Prima di scegliere una guida, decidi se deve solo spostarsi tra le stazioni o se deve muoversi durante il processo del robot.

Che cosa comprende una guida lineare per robot completa?

Una guida lineare da sola non è sempre una soluzione completa di settimo asse.

A seconda del prodotto, i seguenti componenti possono essere inclusi o richiesti separatamente:

Guida lineare
Carrello mobile
Motore
Controllore del motore
Piastra di montaggio del robot
Cavi e connettori
Catena portacavi
Sensori di home o di fine corsa
Materiale di montaggio
Moduli software o di programmazione

Componente	Cosa verificare
Adattatore del robot	È compatibile con il modello esatto del robot?
Motore	È adatto al carico e alla velocità richiesti?
Controllore	È incluso e come si collega?
Catena portacavi	È inclusa o venduta separatamente?
Cavi	Lunghezza e connettori sono adeguati?
Supporto della guida	Serve un telaio, un piedistallo o un sistema di fissaggio a pavimento?
Software	Serve una programmazione aggiuntiva o una licenza?

Due prodotti dall’aspetto simile possono includere componenti molto diversi. Confronta l’intero pacchetto, non solo la guida.

Perché è importante la gestione dei cavi?

Quando il robot si muove, si muovono con lui anche i suoi cavi e tubi.

Possono includere:

Cavi di alimentazione del robot
Cavi di controllo e di dati
Cavi della pinza
Cavi della telecamera
Tubi pneumatici
Altre linee di processo

Una catena portacavi guida queste linee lungo la guida lineare per robot e aiuta a evitare che pendano liberamente, si pieghino in modo troppo stretto o si danneggino.

Prima dell’acquisto, verifica:

Quali cavi e tubi devono muoversi?
Quanto devono essere lunghi?
Quali connettori vengono utilizzati?
È necessaria l’alimentazione pneumatica?
La catena portacavi è inclusa?
C’è spazio per futuri cavi?

La gestione dei cavi può incidere in modo significativo sia sull’impegno di installazione sia sul costo totale.

Settimo asse per robot ABB e altre marche

Un settimo asse ABB permette a un robot ABB di spostarsi tra macchine, pallet, stazioni o posizioni lungo un pezzo di grandi dimensioni.

Il modello esatto del robot ABB è importante. Una guida per un robot compatto ha requisiti diversi rispetto a una per un grande robot industriale.

Lo stesso vale per gli altri produttori. Una soluzione compatibile con la marca viene scelta in base a informazioni come:

Produttore e modello del robot
Peso del robot
Peso di utensile e pezzo
Lunghezza di corsa richiesta
Velocità di spostamento richiesta
Controllore esistente
Orientamento di installazione
Cavi e tubi
Spazio di installazione disponibile

ABB definisce questo tipo di equipaggiamento “track motion” e lo utilizza per estendere l’area di lavoro del robot, in modo che un solo robot possa servire più macchine.

Anche quando non è mostrata una versione già pronta per un determinato robot, un asse robot esterno adatto può comunque essere possibile dopo aver esaminato l’applicazione e il modello del robot.

Settimo asse, robot più grande o due robot?

Il settimo asse non è l’unico modo per aumentare la copertura.

Opzione	Spesso adatta quando
Robot con portata maggiore	Una zona più ampia deve essere raggiunta da una posizione fissa
Robot su guida lineare	Più stazioni devono essere servite una dopo l’altra
Due robot	I compiti devono essere eseguiti contemporaneamente
Diversa posizione di montaggio del robot	La portata mancante può essere risolta modificando il layout

Un settimo asse permette a un solo robot di eseguire più compiti, ma il robot ha bisogno di tempo per spostarsi tra l’uno e l’altro.

Quando due macchine devono essere caricate contemporaneamente, due robot possono essere più adatti. Quando ogni macchina ha tempi di attesa sufficienti, un solo robot su guida lineare può servirle entrambe.

Quale configurazione è adatta a quale applicazione?

Applicazione	Punti di selezione più importanti
Asservimento di due macchine	Lunghezza di corsa, tempo di spostamento e segnali macchina
Raggiungimento di più pallet	Area di lavoro e carico totale in movimento
Lavorazione di pezzi lunghi	Lunghezza della guida e metodo di movimento
Pick and place lungo una linea	Velocità e numero di posizioni di arresto
Assemblaggio in più stazioni	Posizioni ripetibili e facilità di cambio configurazione
Ispezione con telecamera	Posizionamento stabile e passaggio dei cavi
Cella di produzione flessibile	Espandibilità e facilità di riconfigurazione

Quanto costa un sistema robotico con settimo asse?

Il costo totale dipende dal modello di robot, dalla lunghezza di corsa, dal carico in movimento, dalla velocità, dal controllore e dai componenti inclusi.

Area di costo	Possibili componenti
Guida meccanica	Guida, pattini e carrello
Azionamento	Motore, riduttore e controllore del motore
Collegamento al robot	Adattatore e piastra di montaggio
Gestione dei cavi	Catena portacavi, cavi e tubi
Controlli	I/O, software e moduli aggiuntivi
Installazione	Telaio di supporto, fissaggio a pavimento e allineamento
Integrazione	Programmazione e collegamento al sistema di automazione

Una guida a prezzo più basso può richiedere una spesa aggiuntiva quando motore, controllore, adattatore o catena portacavi non sono inclusi.

Un sistema preconfigurato può avere un prezzo di acquisto più alto, ma richiedere meno progettazione e montaggio. Confronta l’intera fornitura.

Come scegliere un settimo asse per robot

Rispondi a queste domande in ordine:

Quale modello di robot verrà spostato?
Quali macchine o stazioni deve raggiungere?
Quanta corsa è necessaria?
Qual è il peso totale di robot, utensile e pezzo?
Con quale rapidità il robot deve cambiare posizione?
La guida si sposterà verso posizioni fisse o si muoverà insieme al robot?
Quale controllore o PLC è già disponibile?
Quali cavi e tubi devono muoversi?
Quali componenti sono inclusi con la guida?

Questi dettagli di solito restringono la scelta a un numero ridotto di sistemi adatti.

Domande frequenti sui robot con settimo asse

Che cos’è un settimo asse su un robot?

Un settimo asse è un sistema di movimento lineare aggiuntivo che sposta l’intero robot. Estende l’area di lavoro del robot lungo una guida.

Un settimo asse è lo stesso di una guida lineare per robot?

I termini sono spesso usati per lo stesso concetto di base. Una guida lineare per robot completa comprende la guida e può includere anche carrello, motore, controllore, adattatore e gestione dei cavi.

Qualsiasi robot può essere installato su un settimo asse?

Non automaticamente. La capacità di carico della guida, l’adattatore del robot, le dimensioni, il motore e il sistema di controllo devono essere compatibili con il modello esatto del robot.

Esiste un settimo asse per robot ABB?

Sì. I sistemi con settimo asse possono essere configurati per robot ABB. Per la selezione servono il modello esatto, il carico totale in movimento, la lunghezza di corsa e il collegamento di controllo.

Esistono guide lineari per altre marche di robot?

Sì. Oltre ai prodotti preconfigurati, possono essere sviluppati sistemi per molti cobot e robot industriali di altri produttori.

Come si calcola la capacità di carico necessaria?

Includi il robot, la piastra di montaggio, la pinza, il pezzo, i sensori e le altre attrezzature in movimento. Non utilizzare solo il carico utile nominale del robot.

Di quanta lunghezza di corsa ho bisogno?

La corsa necessaria si basa sulle posizioni di lavoro che il robot deve raggiungere. Vanno considerati anche la portata del robot, la posizione di montaggio, le estremità della guida e la gestione dei cavi.

Un settimo asse ha bisogno di un proprio controllore?

Dipende dal prodotto. Alcune guide si collegano tramite il controllore del robot o segnali digitali, altre richiedono un controllore del motore separato.

Robot e guida possono muoversi contemporaneamente?

Sì, quando il sistema di controllo supporta il movimento coordinato. Per applicazioni più semplici, la guida può spostarsi in una posizione fissa prima che il robot inizi il suo compito.

La catena portacavi è sempre inclusa?

No. Verifica se catena portacavi, cavi, tubi e connettori sono inclusi nel sistema selezionato.

Quando due robot sono meglio di un robot su guida?

Due robot possono essere preferibili quando i compiti devono avvenire contemporaneamente. Un sistema a guida per robot è utile quando un solo robot può servire più stazioni in sequenza.