Robot kablowy – ciężkie załadunki przenoszone na dużych odległościach

Niemieccy naukowcy opracowali nowy system pracy robota, w którym platforma, na której zamieszczone są manipulatory jest zawieszona na ośmiu linach. Urządzenia są napędzane przez wyciągarki w sposób, który pozwala ustawić platformę precyzyjnie w trzech wymiarach, z sześcioma stopniami swobody.

Naukowcy z Instytutu Fraunhofer IPA, twierdzą, że robot kablowy IPAnema – jest o jeden lub dwa rzędy wielkości lepszy w zakresie ładowności i otaczającego obszaru roboczego niż konwencjonalne urządzenie.

Lekki robot – który działa w podobny sposób do systemów wykorzystywanych w „fruwających” kamerach telewizyjnych obsługujących np. imprezy sportowe – stosowany jest w takich aplikacjach jak: kontrola, manipulacja i montaż. Może być także użyty w tworzeniu ruchomych systemów zautomatyzowanych lub w załadowaniach i rozładowaniach produktów.

Lekkość konstrukcji sprawia wrażenie unoszącej się w powietrzu platformy. Jednak gdy wyciągarki pozostają w bezruchu, cała konstrukcja tkwi mocno w miejscu, nie drgnie – nawet jeśli zostanie dotknięta.  Kinematyka robota pozwala na swobodny i w pełni kontrolowany ruch w dowolnym kierunku. Siły wywoływane przez wyciągarki mogą być przesyłane mimo dużych odległości – niemal bez strat i z minimalną wartością momentu bezwładności.

“Roboty te mogą znaleźć zastosowanie w zadaniach automatyzacji produkcji, które nie mogą być wykonywane przez konwencjonalne roboty z przyczyn technicznych lub gospodarczych” – wyjaśnia Andreas Pott z działu robotów i systemów wspomagających Fraunhofer IPA. “Bardzo krótkie czasy cyklu są możliwe do osiągnięcia w przypadku małych obciążeń. Przewody mogą przekazywać siły napędowe do platformy mobilnej niemalże bez strat”.

Prezentowane roboty można w prosty sposób zaadaptowane do wymogów konkretnej aplikacji. Ładowność, miejsce pracy i czasy cykli mogą być dostosowane do zadania, co pozwala robotowi na sprawne funkcjonowanie w każdych warunkach.

Niemieccy naukowcy twierdzą, że urządzenie może poprawić wydajność zadań typu pick&place wykonywanych przez roboty Delta, a także wydajność przenoszenia ciężkich elementów mimo dużych odległości. Jeśli robot jest wyposażony w odpowiednie wyciągarki, może on obsługiwać ładunki ważące nawet kilka ton.

W zakładach produkcyjnych, roboty mogłyby być używane do przenoszenia elementów takich jak: turbiny wiatrowe, kadłuby samolotów, kadłuby statków i duże konstrukcje spawane. Roboty mogą również ustawiać i przesuwać narzędzia używane do zastosowań typu: laminowanie, szlifowanie, polerowanie, czyszczenie lub lakierowanie.

Niemieccy naukowcy pracują nad tą konstrukcją od 2007 roku i obecnie osiągnęli trzecią generację technologii, w której wykorzystywane są dłuższe liny, wyciągarki o wyższej ładowności i zintegrowane czujniki siły.

Wyciągarki, napędzane silnikami 0.5-7.5kW, mogą dostarczyć aż do 3kN siły i osiągnąć prędkość nawet do 1om/s. Są one sterowane za pomocą platformy TwinCAT 3 firmy Beckhoff, natomiast enkodery są wykorzystywane do śledzenia ścieżki długości liny.

Technologia robotów tego typu jest opracowywana i stosowana również w innych krajach. Instytut badawczy Inria we Francji opracował przenośny system ratunkowy, który może zostać rozstawiony w ciągu dziesięciu minut i umożliwia podniesienie ładunków o wadze do 2,5 tony. Działa z sześcioma stopniami swobody i odznacza się objętością pomiaru 75 x 45 x 25m.

Inne zastosowania obejmują: radioteleskop (w Chinach), system, który pomaga w rehabilitacji pacjentów poprzez zawieszenie ich w trakcie gdy poruszają się na ruchomych bieżniach, system zawieszenia i przenoszenia obiektów w tunelach aerodynamicznych, systemy do przechowywania przedmiotów w szafkach, które są o 90% lżejsze niż konwencjonalne systemy składowania/pobierania i zużywają mniej energii.

Na ostatnich targach Automatica w Niemczech, Fraunhofer IPA zademonstrowało kilka potencjalnych zastosowań nowej technologii robotów – w tym aplikacje: kontroli, obsługi i montażu. Projekt, który zbliża się do fazy komercjalizacji, zostanie szczegółowo omówiony w sierpniu podczas konferencji, która będzie miała miejsce w Niemczech.

Źródło: ww.drivesncontrols.com