真实世界机器人机器人技术的进步可以帮助小型制造商

一旦发现主要是在具有极高产量的制造环境中，机器人现在被用于较小的组织和更广泛的应用中。实施机器人系统的成本显着下降，而且现在更容易以更多方式应用机器人技术。原因很简单：在过去几年中，控件变得更加用户友好，需要更少的编程资源。通过在线工具的可用性，系统设计变得更加容易，以帮助最终用户和OEM直接构建系统。借助标准化组件和强大的诊断功能，维护也变得更加容易和快捷。

这些发展已经到了关键时刻。发达经济体的中小型制造商正面临日益激烈的全球竞争。今天的机器人技术的进步正在提供竞争优势，帮助他们生存和发展。

更多应用，更低成本

机器人技术的使用在更多应用中是合理的，因为成本/效益比已变得极具吸引力。对于所有机器人系统类型，实施成本急剧下降，尤其是对于多轴笛卡尔机器人形式的机电系统。标准化，模块化和规模经济使笛卡尔机器人系统更适合更多应用。这些因素与工程减少相结合，使得总拥有成本价格在过去五年中降至25%。此外，笛卡尔机器人提供与SCARA或铰接式机器人相同的质量，可靠性，速度和投资回报，并具有许多定制的可能性。

这些好处正在鼓励小公司探索在新应用中使用机器人。笛卡尔机器人尤其如此，它已经被广泛应用于各种应用中，如自动存储和检索，拾取和放置，液体分配，包装，机床辅助操作等等。

笛卡尔机器人用户的创造力是无限的。在最近的经济衰退期间，公司找到了重塑自我的方法，以及在创建新应用程序之前从未使用笛卡尔机器人的人。与六轴或SCARA机器人不同，它不能重新调整用途并具有一套既定的参数和运动方向，可以轻松地重新配置笛卡尔机器人。为了适应不断变化的生产要求，架空式笛卡尔机器人可以改为侧装或翻转方向不同。这种灵活性使得重建机器成为可能，而不是购买新设备。

以最优惠的价格做出最好的机器人选择

由于有许多机器人选项，最终用户有时在入门级和高性能功能之间进行选择时面临两难选择。人们对如何定义性能，速度，功率或昂贵的控制有不同的看法。

最佳方法是使用一组定义的大小和选择标准来确定所需的机器人特征集。这使得创建高度定制的机器人系统成为可能，该系统以恰当的水平和最优的价格执行。评估标准包括负载，方向，速度，行程，精度，环境和工作周期。我们称之为“LOSTPED”。

一个常见的误解是认为你需要购买一台配备了高性能功能的机器人。SCARA和六轴机器人不可避免地会出现这种情况，您可能会看到“功能过度杀伤”。但是使用笛卡尔系统，可以购买基本系统的构建块，然后再进行定制。随着应用需求的变化，可以更改安装支架，执行器，电机和控制装置。

这种方法有利有弊。SCARA机器人的紧凑尺寸可能更适合在紧密封套内工作。但是如果你有足够的空间，通常可以预先建造一个更简单的笛卡尔系统，而无需购买SCARA或六轴设计中包含的所有额外功能。

从入门级到高性能功能集的转变带来了精度，周期时间和应用程序功能的改进。例如，高性能控件提供圆弧插补功能。这是一种真正的高性能功能，需要复杂而昂贵的控制功能。但是，如果应用程序仅需要点对点运动(例如拾取纸杯)，则不需要该级别的准确性; 可以在同一个机器人上使用较低级别的控件以节省资金。机床中的高性能机械部件可能需要精密加工的滚珠轨道台的精度。它们的成本不仅仅是一个不太精确的紧凑型线性运动模块，它适用于拾放应用。

哪个机器人平台最有意义?

根据经验，与笛卡尔机器人相比，SCARA或六轴系统将以更高的成本和更高的编程要求提供更高的开箱即用性能，但占地面积更小，重量更轻，臂伸展性更小。另一方面，笛卡尔系统提供构建块来创建一个成本更低且涉及更少工程资源的解决方案，同时证明更高的刚性以获得更好的精度和更高的有效载荷。

例如，六轴机器人可以在人类手臂所有的平面上移动。对于存在机械干涉的应用，例如内部零件的角落中的盒子，六轴臂可弯曲伸入并更容易抓住该部件。这种类型的机器人可能比笛卡尔解决方案花费更多，但它适用于该应用程序。

对于具有20千克(kg)有效载荷的拾放应用而言，这是不同的情况，其中不需要高精度。SCARA和笛卡尔机器人都可以处理应用程序。但是，20公斤的有效载荷处于SCARA机器人能力的上端，需要更昂贵的控制和部件。使用笛卡尔机器人，20公斤的有效载荷是没有问题的，这可以通过缩小机械，使用更小的组件和更简单的控制来节省资金。在这种情况下，笛卡尔选择是一种更具成本效益的解决方案。

当应用涉及长跨度时，笛卡尔机器人也有意义。在一个示例中，龙门架系统由用于自动存储和检索系统的线性模块构成。X轴长约10米。SCARA或六轴系统无法处理该行程范围。

重载也可能是笛卡尔机器人的理想选择。一个应用示例涉及轴承加工中心，其零件重约70 kg。这些有效载荷超出了典型SCARA或六轴系统的能力，除非它是一个“终结者”尺寸的机器人。然而，在这种情况下，笛卡尔机器人简单地用螺栓固定到现有机器的末端以拾取和放置这些部件，从而消除了手动处理这些重型部件的工人的背部拉伤和其他安全问题。

较小应用的一个例子涉及大容量医用移液器制造商。在这种情况下，空间紧张。制造商能够使用紧凑的笛卡尔机器人模块来实现所需的精度，同时满足其空间限制。除了来自同一来源的电机和来自第三方的现有控制之外，他们还可以使用标准化的目录/现成组件来适应他们的框架 - 节省资金以获得更好的投资回报。

推动更广泛的机器人采用

由于这些增值进步，更多小型公司正在实施笛卡尔机器人技术：

在线规范，选择和CAD工具得到了显着改进 - 使尺寸和规格非常简单。博世力士乐等公司拥有易于选择的工具，只需点击几下即可为单轴或多轴系统创建线性运动系统。您需要知道的是需要移动的质量和所需的行程。当然，该工具不能取代详细的工程或设计计算，但它简化了选择。

完整笛卡尔系统的单部件编号简化了订购。过去，笛卡尔系统的每个元素都是使用单独的零件编号订购的，有时来自不同的供应商。现在整个系统可以从一个供应商订购一个零件号 - 包括导轨，伺服驱动器，机械元件和控制 - 使订购过程无忧无虑。

现在可以使用预参数化软件包来满足客户的控制复杂程度。例如，当客户使用博世力士乐PLC时，我们可以为多个轴的协调运动预先设置功能块的参数，并在出厂时将它们加载到控制器中。当最终用户获得产品时，他们可以根据其特定应用程序使用简化的机器人助记符代码进行编程。用户通过加载和编程逻辑本身来节省时间。

由于更一致的编程接口，C ++和Java面向对象语言以及传统的梯形逻辑，编程变得更加容易。由于IEC-61131-3标准，PLC的编程语言的语法和语义已经统一。这使最终用户可以灵活地使用来自不同制造商的PLC。此外，它使熟悉面向对象语言的程序员成为PLC程序员，而不是使用梯形逻辑或专有PLC语言。

机器和操作员的安全性比以往更快。传统上，在笛卡尔机器人上实施安全电路意味着连接到控制器。结果，当控制器向电动机的驱动放大器发出信号时，总会有轻微的延迟。现在，智能伺服驱动器可以直接在驱动器级别配备安全功能，从而实现更快的响应。该电路还使笛卡尔机器人能够在“示教”模式下以类似于六轴和SCARA机器人的减小扭矩模式运行。操作员可以进入安全笼，向机器人传授手动拾取和放置的坐标。如果机器人在此模式下接触训练器，则扭矩立即下降以防止受伤。

执行器，直线电机，进给模块和易于配置的模块的标准化选择使用户可以轻松指定所需的精确性能级别。现在可以选择配备直线电机驱动单元和控制器的紧凑型模块，而不是传统的滚珠丝杠或皮带传动。进给模块也可用于提供类似于笛卡尔机器人Z轴上的SCARA机器人的运动，传统上整个模块主体必须移动。标准化安装支架提供定心环，可替代传统定位销作为模块导轨选项的标准功能。这使得最终用户可以使用标准组件构建自己的“竖立装置”机电一体化机器人，而不是为每个应用定制机器，而不会牺牲灵活性。

笛卡尔机器人系列中的模块化以及标准化组件使得在更低的性能范围内实施解决方案变得更容易，成本低于专用机器人。

在初始编程之后，现在更容易培训操作员进行基本的机器更改。鉴于功能块可以预先加载到驱动器中，不熟悉编程的低级工作人员可以轻松处理简单的拾取和放置应用程序的编程。它几乎就像在一张纸上将笔从A点移动到B点一样简单。简单性减少了操作员的培训时间，并减少了工程师对在地板上运行的机器进行更改的需要。

机器控制器已经能够处理第三方机器人而无需专用控制器。这种开发对任何品牌的机器人都很有价值。无论是使用最新的SERCOS III，以太网/ IP还是EtherCAT接口，今天的机器人都可以轻松地与设备通信(例如，在视觉系统中，在传送带跟踪和传感器通信中)。能够在不同设备之间使用当今最新的协议标准进行通信，降低了机器人控制投资的成本。

现在和将来为最终用户提供支持

随着近年来实施机器人系统的成本显着降低，最终用户感到有能力在远远超出大批量制造环境的应用中使用机器人技术。所有类型的机器人都以多种创造性的方式应用，笛卡尔机器人尤为引人注目，因为线性伺服电机，模块，标准化组件以及操作友好控制方面的进步，降低了成本并提高了性能。制造商一直在努力缩短周期时间，以提高产量并避免瓶颈。这些进步为小型公司提供了在不断要求更高灵活性和更高生产率的世界中取得成功所需的生产力。