模块化机器人-ATRO 机器人系统解决了工业机器人的缺点
Beckhoff 的模块化 ATRO 机器人系统解决了工业机器人的缺点。
根据国际机器人联合会(IFR)最新发布的《世界机器人》报告,2022年工业机器人安装数量创历史新高,超过50万台。IFR报告发现,全球作业机器人数量总计达到约350万台,也创下新纪录。
尽管工业机器人很受欢迎,尤其是那些负载范围在 10 公斤左右的工业机器人,但也面临着挑战。除了前期费用之外,将机器人技术与现有工作流程和设备集成可能是一项漫长的工作,可能会产生调试、定制编程和员工培训的成本。这是假设机器人的角色在可预见的未来不会改变。
为了解决这些和其他缺点,倍福自动化于去年夏天推出了 ATRO 机器人系统。该公司以独特的风格表明,它并不满足于成为市场上的失败者,因为 ATRO 对典型的中小型六轴机器人进行了创新改进。
首先也是最重要的是系统的模块化。ATRO 系统不是预先构建的手臂,而是由一个基础单元和各种形状的电机和链接单元组成,这些单元可以根据需要进行组合、添加和重新调整用途。每个部分通过自定心端面联轴器连接到下一个部分,并通过自锁螺钉连接固定到位。
基础单元可在任何方向安装,包含机器人的连接端口(稍后详细介绍)以及其自己的伺服电机、EtherCAT 驱动器、保持制动器和双编码器。电机模块有两种形状(I 型和 L 型模块),每种都有五种功率尺寸。由于缺乏驱动器,链接模块有 I 形、L 形和 Y 形,最后一种允许多个机械臂从一个公共基座单元叉出。
该公司表示,无论采用何种配置,一个完整的机器人都可以由一个人用很少的工具就地构建,因为每个部分都相对较轻。连接后,环形指示灯会验证该段是否已正确连接和识别。每个部分中的电子铭牌使该公司的 TwinCAT 软件能够识别机器人的运动部件并配置完整机器人的数字双胞胎。
Beckhoff 运动产品经理 Christian Mische 表示,ATRO 的原理与 Beckhoff XTS 输送系统的互连直线电机轨道段类似。从本质上讲,该方法允许客户构建他们需要的以及将来可能需要的输送机或机器人,而不是他们必须接受的输送机或机器人。
“如果你购买机器人是为了特定的应用,那么它就是这样的,”米什说。“如果您想稍后针对不同的应用程序更改它,则无法使其更长或具有更高的有效负载或类似的东西。ATRO 非常灵活,您现在可以创建两轴运动学,但稍后可以通过重用已购买的模块将其发展为多轴运动学。”
为了举例说明,Mische 表示客户可以仅从 ATRO 基本单元创建 1 轴分度台。后来,通过添加一些电机和链接模块,基本单元可以更改为 3 轴 Delta 机器人、4 轴拾取器或 5 轴码垛机。添加Y型或X型连杆模块,ATRO就成为具有7个或更多轴的多臂机器人。此外,Beckhoff 表示 ATRO 比传统机器人更容易修复,因为可以更换有故障的模块。
鉴于可能存在大量的单臂和多臂配置,电源、数据或气动电缆的布线似乎很快就会变得混乱不堪。然而,这凸显了 ATRO 系统的另一个决定性功能。如前所述,ATRO 基本单元包含机器人的所有端口;从那里开始,所有通道,包括电源、数据和流体,都包含在机器人手臂内部。
“通常,机器人受到限制,因为电缆位于机器人的轮廓上,”米什解释道。“如果幸运的话,你可以将它旋转 360 度,但随后你必须返回并松开它。ATRO 可以向一个或另一个方向无限地旋转 360 度。这对于某些特定的应用程序可能会有所帮助,因为它可以节省时间,因为您不必走很远的路。”
为了进行控制,ATRO 系统利用工业 PC 和该公司的 TwinCAT 软件进行编程。因此,ATRO 可以轻松地与公司的智能输送和视觉系统以及 TwinCAT 的机器学习和分析功能集成,以实现预测性维护。
对于要求不高的任务,可以使用示教器配置系统,但该公司明确表示 ATRO 不是协作机器人。
“协作机器人的想法是,你想与它协作,如果它击中你,它就会很好地停止,”米什解释道。“然而,实现这一目标的法规要求协作机器人的移动速度不能像标准工业机器人一样快。当我们开始设计 [ATRO] 时,我们争论过是关注它是协作机器人还是高速机器人。通过市场研究,我们发现很多人购买协作机器人,但最终将它们放在笼子里并运行得更快,因为他们希望从中获得更多产量。归根结底,客户想要制造零件,因此我们专注于制造快速高效的工业机器人。”
需要注意的是,ATRO 尚未正式发布。不过,Beckhoff 确实提供了带有定义模块集的评估套件,以方便实际测试。目前,共有三款套件的有效载荷和作用范围不断升级:3 kg/0.6m、5 kg/0.9m 和 10 kg/1.3m。
“我们已经有了正在运行的原型,但 ATRO 仍在开发中,”Mische 说。“由于其独特的功能,我们的媒体贯穿所有电机和链接模块,因此我们需要更多的经验来做好准备。计划于 2025 年发布 ATRO。”
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