Robotkábeltartók: gyakorlati vásárlási útmutató

Egy csomagolás-integrátor kilenc hét alatt három meghibásodott kódolóágat cserélt ki ugyanazon a raklapozó cellán, és minden alkalommal a kábelszállítót hibáztatta. Az igazi probléma felfelé volt: a robotkocsi keskeny kábeltartót használt, amely tele volt szervo-tápellátással, visszacsatolással, Ethernettel és pneumatikus csővel 70% felett. Minden gyorsulási esemény arra kényszerítette a köteget, hogy súrolja magát, és minden megálló oldalfal nyomást gyakorolt ​​a legkisebb jelkábelekre. A kiváltó ok nem a csereheveder volt. A hordozó elrendezése az volt.

A robotkábel-tartók egyszerűnek tűnnek, mert mechanikus hardverek, amelyeket elektromos tartalom köré csavarnak. A gyakorlatban ők döntik el, hogy egy mozgó kábel szabályozott hajlítási sugarat, stabil szétválást, kiszámítható kopást és szervizelhető elvezetést lát-e, vagy az életét tekerve, lelapulva és a szomszédos vonalaknak ütközve tölti. Amikor a vásárlók rossz hordozóméretet vagy terhelési keveréket adnak meg, még egy jól megépített kábelszerelvény is korán öregszik.

Ez az útmutató azoknak a mérnöki csapatoknak szól, akik húzólánc-kábeleket, szervomotor-kábeleket, érzékelő- és jelkábeleket, valamint mozgásra kész szerelvényeket szereznek be [ipari robotgépek]/(ipari robotgépek) együttműködő robotok és AGV/AMR platformok. A cél az, hogy segítsünk a hordozó méretének, a kábel felépítésének és az RFQ adatainak összeegyeztetésében, mielőtt az első prototípus mozgástesztbe kerül.

Miért kezdődnek a kábeltartó meghibásodásai a rajzon?

A kábelhordozó utólag nem javítja ki a rossz mozgáscsomagot. Csak azt kezeli, amit a tervezőcsapat megad neki: utazási hossz, hajlítási sugár, rakomány tömege, gyorsulás, kábelmerevség, tömlőátmérő és elválasztási stratégia. Ha a rajz az összes mozgó vonalat egy kötegként kezeli, a hordozó súrlódási doboz lesz. Ha a rajz minden egyes áramkört átmérő, mozgási osztály és minimális hajlítási sugár alapján határoz meg, a hordozó irányított útválasztó rendszerré válik.

Ez a megkülönböztetés számít, mert a robotika mozgása könyörtelen. Egy lineáris hetedik tengely évente milliószor fordulhat meg. Egy portál, cobot ruhacsomag vagy géppel gondozott csúszda ugyanazt az ágat teheti ki ismétlődő gyorsulásnak, rezgésnek és törmeléknek. Az elektromos biztonsági keretrendszerek, például az IEC 60204-1 elvárják, hogy a vezetékek védve legyenek a mechanikai sérülésekkel szemben, míg az elektromágneses kompatibilitás a nem stabil, térerős jelátviteli vonalak közötti feszültségtől függ. A hordozóválasztás tehát egyszerre mechanikai és elektromos döntés.

Ha egy robothordozót az első napon nagyjából 60%-os felhasználható töltet fölé pakolnak, a program már elkölti a holnapi megbízhatósági rátát. Az első hiba egy jelkábelben jelentkezhet, de a kiváltó ok általában az elrendezés sűrűsége, nem a vezető minősége.

— Hommer Zhao, a Robotics Cable Assembly alapítója

A hét szolgáltatói bemenetet vásárlóknak zárolniuk kell az ajánlatkérés előtt

A beszállítók gyorsan tudnak árajánlatot adni egy fuvarozóra, csak egy utazási számmal és egy kábellistával, de ez az árajánlat elrejti a feltételezéseket. A jó ajánlatkérések meghatározzák, hogyan viselkedik a mozgó rendszer, mit kell hordozniuk az egyes vonalaknak, és hol történhetnek változások a jövőben. Ezen információk nélkül a hordozót a tényleges élettartam helyett a külső méretek alapján választják ki.

1. Adja meg a teljes utazást, a nem támogatott hosszt, a sebességet és a csúcsgyorsulást a mozgó tengelyre vonatkozóan, ne csak a gép burkolóját.
2. Soroljon fel minden mozgó vonalat külső átmérővel, súllyal, minimális dinamikus hajlítási sugárral, és hogy teljesítmény, visszacsatolás, adat, pneumatikus vagy folyadék.
3. Határozza meg, mely áramköröket kell szétválasztani, különösen a szervo teljesítményét a kódoló, az Ethernet vagy az alacsony szintű érzékelőpárok között.
4. Határozza meg a környezetet: hegesztési fröcskölés, olajköd, lemosás, finom por, UV-sugárzás vagy tiszta beltéri automatizálás.
5. Hívja fel a szervizelvárásokat, például a jövőbeli tartalék áramköröket, a helyszíni csereintervallumokat, és azt, hogy a technikusoknak hozzá kell-e férniük az egyik ághoz a teljes csomag eltávolítása nélkül.
6. Adja meg a rögzítési tájolást és a mozgás típusát: vízszintes, függőleges, oldalra szerelhető, nem alátámasztott, torziós vagy többtengelyes ruhacsomag.
7. Állítsa be az érvényesítési célokat előre, beleértve a ciklusteszt hosszát, a folytonossági követelményeket, a szigetelési ellenőrzéseket és a teszt utáni jel ellenőrzését.

Ez az a pont, ahol a vásárlóknak el kell választaniuk a robot belső útválasztását a valódi szolgáltatói útválasztástól. A védett robotkar belső kábelkötegben belül jól működő kábel továbbra is meghibásodhat egy nagy ciklusú tartóban, ha a köpeny súrlódása, a szál kialakítása vagy a hajlítási besorolása nem megfelelő. A hordozót és a kábelt egy mozgásrendszerként kell megtervezni.

Hogyan kell méretezni a hordozót és eldönteni, hogy mikor kötelezőek az elválasztók

A hordozó méretezése nem az átlagos, hanem a legnagyobb és legmerevebb vonallal kezdődik. A szervo teljesítmény, a hibrid teljesítmény-plusz jelkábel vagy a pneumatikus tömlő gyakran beállítja a kamra magasságát és hajlítási sugarát. Ezt követően a kialakításnak meg kell akadályoznia a kábelek keresztezését, kiszámíthatatlan egymásra rakódását, vagy kisebb vonalak becsípődését gyorsítás közben. Az elválasztók nem kötelezőek, ha a különböző kábelosztályok ugyanazon a mozgó rendszeren osztoznak. Ezek megakadályozzák, hogy a nehéz vonalak finom vonalakká csiszolódjanak.

Sok vásárló csak a szállító külső szélességét és árát hasonlítja össze. Ebből hiányzik a kereskedelmi kérdés. Egy valamivel szélesebb, elválasztókkal ellátott hordozó gyakran kevesebbe kerül a programon belül, mint egy kompakt lánc, amely az ipari Ethernet-kábelek és a can-bus-kábel-összeállítások egyedi átdolgozását, ismételt hibaelhárítását vagy korai cseréjét kényszeríti ki. A helyes összehasonlítás a mozgásrendszer teljes költsége, nem pedig önmagában a lánc ára.

A két szám, amit először kérek, a minimális dinamikus hajlítási sugár és a tervezett kitöltési arány. Ha egy csapat nem tud válaszolni erre a két tételre, akkor általában még mindig katalógushardverként vesz egy hordozót, nem pedig mozgó élettartamú komponensként.

— Hommer Zhao, a Robotics Cable Assembly alapítója

Kábelhibák, amelyek lerövidítik a hordozó élettartamát még akkor is, ha a lánc megfelelő

A megfelelő méretű hordozó akkor is meghibásodik, ha a benne lévő kábeleket statikus útválasztásra választották. Ez egy gyakori beszerzési hiba a robotok utólagos beépítési projektjeinél: a mechanikus csapat vesz egy jó hírű hordozót, majd az elektromos csapat megtölti azt általános célú szekrényhuzalokkal, öntött patch kábelekkel vagy rossz dinamikus viselkedésű, fonott nehéz kábelekkel. Az eredmény helyesnek tűnik a FAT-on, és mozgás közben nem működik.

• Ne cserélje ki a statikus PVC vezérlőkábelt, ahol folyamatos rugalmas PUR vagy TPE konstrukció szükséges a ciklusok millióihoz.
• Ne üzemeltessen nagyáramú szervótápot ugyanabban a kamrában, ahol kódoló, rezolver vagy érzékeny adatvezetékek találhatók, kivéve, ha a kábelcsaládot és az elválasztó stratégiát együtt tervezték.
• Ne feltételezze, hogy az öntött csatlakozók illeszkednek a hordozó bemeneti és kimeneti zónáihoz; sokan meghiúsulnak, mert a hátlap geometriája azonnali hajlítássértést okoz.
• Ne hagyja figyelmen kívül a kábel súlyát. A mindössze 2 mm-rel nagyobb tömlő vagy hibrid kábel jelentősen megváltoztathatja a hordozó oldali terhelését hosszú út során.
• Ne kösse össze a köteget olyan szorosan, hogy a kábelek ne tudjanak természetes módon visszahelyezkedni a láncon belül. Az irányított mozgás a hordozó lényege.

A robotokon, szállítószalagokon és vezérlőpaneleken dolgozó vásárlók számára ez az oka annak, hogy a kapcsolószekrény huzalozása és a mozgótengelyes útválasztás soha nem kezelhető ugyanazon beszerzési csomagként. A szekrényhuzal a szekrénysorrendhez és a végződésekhez optimalizálódik. A hordozókábel optimalizálja a mozgást, a kopásállóságot és a hosszú ciklusú elektromos stabilitást. Ezeknek a prioritásoknak a keverése drága.

Amikor egy robotnak egyáltalán nem szabad húzóláncot használnia

Nem minden mozgó robotág tartozik egy húzólánchoz. A belső robotruha-csomagokhoz, a szűk csuklótengelyekhez, a csavart nehéz ízületekhez és egyes kobotkarokhoz torziós besorolású vezetést vagy belső hevedereket kell alkalmazni, nem pedig hordozó-stílusú kezelést. A húzólánc kiválóan alkalmas az irányított lineáris mozgáshoz. Rossz válasz, ha a domináns mozgás a kompakt ízületi téren keresztül csavarodik.

Ez a döntési pont különösen fontos az együttműködő robot és a kompakt humanoid robot projekteknél, ahol a boríték, az érintésbiztonság és a vizuális tisztaság számít. Ha az útválasztási probléma valóban egy könnyű külső kábelköteg, akkor egy hordozó hozzáadása megoldhat egy problémát, miközben három másikat hoz létre: túlsúly, korlátozott artikuláció és keményebb higiénia.

Egy igazi robotcsuklónál a rossz vontatási lánc gyorsabban meghibásodhat, mint a húzólánc nélkül, mert a lineáris útvonal logikát torziós mozgáspályára kényszeríti. Amikor a tengely ±180 fokkal vagy nagyobb mértékben elcsavarodik, a torziós adatokat szeretném, mielőtt a láncadatokat.

— Hommer Zhao, a Robotics Cable Assembly alapítója

Érvényesítési ellenőrzések, amelyeknek a gyártási kiadás előtt meg kell történniük

A szolgáltatói döntéseket rendszerként kell érvényesíteni, nem elszigetelt részként. A kábel folytonossági vizsgálata önmagában nem bizonyítja a hordozó működését. Hasonlóképpen, az elektromos terhelés nélküli mechanikus utazási bemutató sem bizonyítja a jel stabilitását. A kiadás előtt a vásárlóknak olyan vizsgálati bizonyítékokat kell kérniük, amelyek kombinálják a mozgást, az útválasztást és az elektromos teljesítményt.

GYIK

Milyen töltési arány biztonságos egy robotkábeltartóhoz?

Gyakorlati cél az, hogy legalább 40% szabad hely maradjon, ami azt jelenti, hogy a felhasználható töltés 60% közelében maradjon, vagy még alacsonyabb legyen, ha figyelembe veszik az elválasztókat. A pontos határértékek a kábel merevségétől, a haladási sebességtől és a kamra kialakításától függenek, de a vásárlóknak kerülniük kell a ténylegesen megtelt hordozó jóváhagyását az SOP-n.

A kódoló és a szervo tápkábeleknek külön kamrára van szükségük?

Sok robotrendszerben igen. Amikor a szervo teljesítmény és a kódoló vagy más alacsony szintű visszacsatoló áramkörök együtt mozognak, a fizikai szétválasztás csökkenti a kopás kockázatát és segít megőrizni az EMC teljesítményt. Ha egy szállító egy közös kamrát javasol, kérdezze meg, hogy milyen árnyékolási, térközi és érvényesítési adatok támasztják alá ezt a választást.

Használhatok szabványos vezérlőkábelt húzóláncon belül?

Általában nem folyamatos mozgásra. A szabványos szekrénykábel alkalmas lehet az alkalmi szervizhurokra, de a nagy ciklusú utazáshoz általában folyamatos rugalmas felépítésre, szorosabb szál kialakításra és köpenyanyagokra, például PUR-ra vagy TPE-re van szükség. Ha a cél több millió ciklus, akkor a statikus kábel rossz alapértelmezett.

Mennyi szabad kapacitást kell tartalmaznia egy fuvarozónak?

A legtöbb automatizálási programnál praktikus tervezési szabály a 10-15%-os extra hasznos szélesség fenntartása. Ez a kis ráhagyás gyakran megakadályozza a vivő teljes újratervezését, amikor egy szenzorágat, Ethernet-vonalat vagy pneumatikus csövet adnak hozzá a kísérleti vagy bővítési folyamat során.

Mikor használjon egy robot belső kábelköteget a kábeltartó helyett?

Használjon belső kábelköteget vagy torzióra fókuszált marást, ha a domináns mozgás a kompakt kötéseken keresztül csavarodik a hosszú lineáris út helyett. A csuklótengelyek, a könyökcsuklók és a kompakt cobot karok gyakran illeszkednek ehhez a mintához. Az útválasztási döntésnek a mozgás típusát kell követnie, nem a szokást.

Mit kell küldeni a szállítónak a gyors és pontos árajánlatért?

Küldje el az úthosszt, a sebességet, a gyorsulást, a szerelési irányt, a kábel- és tömlőátmérőket, a minimális hajlítási sugarat vonalonként, az elválasztási szabályokat, a környezetet, a megcélzott ciklus élettartamát és a hordozó márkáját vagy a boríték bármely előnyben részesített korlátját. Ezekkel a bemenetekkel a szállító általában sokkal gyorsabban tud visszaküldeni egy útválasztási koncepciót és egy reális árajánlatot.