Robot Kablo Taşıyıcıları: Pratik Bir Satın Alma Rehberi

Bir paketleme entegratörü aynı paletleme hücresindeki arızalı üç kodlayıcı dalını dokuz hafta içinde değiştirdi ve her seferinde kablo tedarikçisini suçladı. Asıl sorun yukarı yöndeydi: Robot taşıyıcı, %70'in üzerinde doluluk oranıyla servo güç, geri besleme, Ethernet ve pnömatik borularla dolu dar bir kablo taşıyıcısı kullanıyordu. Her hızlanma olayı, demeti kendi kendine sürtünmeye zorladı ve her duruş, yan duvar basıncını en küçük sinyal kablolarına kadar taşıdı. Yedek koşum takımları asıl sebep değildi. Taşıyıcı düzeni şöyleydi.

Robot kablo taşıyıcıları, elektrik içeriğinin etrafına sarılmış mekanik donanım olduğundan basit görünür. Pratikte, hareketli bir kablonun kontrollü bükülme yarıçapı, stabil ayrılma, öngörülebilir aşınma ve kullanışlı yönlendirme görüp görmediğine veya ömrünü bükerek, düzleştirerek ve komşu hatlarla çarpışarak mı harcayacağına karar verirler. Alıcılar yanlış taşıyıcı boyutunu veya yük karışımını belirttiğinde, iyi yapılmış bir kablo düzeneği bile erken yaşlanmaya başlar.

Bu kılavuz, sürükleme zinciri kabloları, servo motor kabloları, sensör ve sinyal kabloları ve endüstriyel robot kolları, işbirliğine dayalı) için harekete hazır montajlar tedarik eden mühendislik ekipleri içindir. robotlar ve AGV/AMR platformları. Amaç, ilk prototip hareket testine girmeden önce taşıyıcı boyutunu, kablo yapısını ve RFQ verilerini eşleştirmenize yardımcı olmaktır.

Kablo taşıyıcı arızaları neden çizimde başlıyor?

Bir kablo taşıyıcısı, kötü hareket paketini olaydan sonra düzeltmez. Yalnızca tasarım ekibinin ona verdiklerini yönetir: hareket uzunluğu, bükülme yarıçapı, yük ağırlığı, hızlanma, kablo sertliği, hortum çapı ve ayırma stratejisi. Çizim tüm hareketli çizgileri tek bir demet olarak ele alırsa taşıyıcı bir sürtünme kutusu haline gelir. Çizim her devreyi çap, hareket sınıfı ve minimum bükülme yarıçapına göre tanımlarsa taşıyıcı kontrollü bir yönlendirme sistemi haline gelir.

Bu ayrım önemlidir çünkü robotik hareket affetmez. Doğrusal bir yedinci eksen yılda milyonlarca kez döngü yapabilir. Bir portal, cobot elbise paketi veya makine destekli slayt, aynı dalı tekrarlanan hızlanmaya, titreşime ve döküntülere maruz bırakabilir. IEC 60204-1 gibi elektriksel güvenlik çerçeveleri, kabloların mekanik hasara karşı korunmasını beklerken, elektromanyetik uyumluluk gürültülü güç hatları ve düşük seviyeli sinyal çiftleri arasındaki sabit aralıklara bağlıdır. Bu nedenle taşıyıcı seçimi hem mekanik hem de elektriksel bir karardır.

Bir robot taşıyıcı ilk günde kabaca %60'ın üzerinde kullanılabilir doluluk oranına sahipse, program zaten yarının güvenilirlik marjını harcıyor demektir. İlk arıza bir sinyal kablosunda ortaya çıkabilir, ancak temel neden genellikle iletken kalitesi değil yerleşim yoğunluğudur.

— Hommer Zhao, Kurucu, Robotik Kablo Montajı

Alıcıların RFQ'dan önce kilitlemesi gereken yedi operatör girişi

Tedarikçiler bir taşıyıcıya yalnızca seyahat numarası ve kablolu yayın listesiyle hızlı bir şekilde teklif verebilir, ancak bu teklif varsayımları gizleyecektir. İyi RFQ'lar, hareketli sistemin nasıl davranacağını, her hattın neyi taşıması gerektiğini ve gelecekte değişikliklerin nerede meydana gelebileceğini tanımlar. Bu bilgi olmadan taşıyıcı, gerçek hizmet ömrü yerine dış boyutlara göre seçilir.

1. Yalnızca makine zarfı yerine hareketli eksen için toplam hareketi, desteklenmeyen uzunluğu, hızı ve en yüksek ivmeyi belirtin.
2. Hareket eden her çizgiyi dış çapı, ağırlığı, minimum dinamik bükülme yarıçapı ve güç, geri besleme, veri, pnömatik veya sıvı olup olmadığı ile birlikte listeleyin.
3. Hangi devrelerin, özellikle de kodlayıcıya karşı servo güç, Ethernet veya düşük seviyeli sensör çiftlerinin ayrılması gerektiğini belirleyin.
4. Ortamı tanımlayın: kaynak sıçraması, yağ buharı, yıkama, ince toz, UV'ye maruz kalma veya temiz iç mekan otomasyonu.
5. Gelecekteki yedek devreler, saha değiştirme aralıkları ve teknisyenlerin paketin tamamını çıkarmadan bir şubeye erişmesinin gerekip gerekmediği gibi hizmet beklentilerini belirtin.
6. Montaj yönünü ve hareket tipini belirtin: yatay, dikey, yandan monteli, desteksiz, burulma veya çok eksenli elbise paketi.
7. Döngü testi uzunluğu, süreklilik gereksinimleri, yalıtım kontrolleri ve test sonrası sinyal doğrulama dahil olmak üzere doğrulama hedeflerini önceden belirleyin.

Bu aynı zamanda alıcıların robot içi yönlendirmeyi gerçek taşıyıcı yönlendirmesinden ayırması gereken noktadır. Korumalı bir robot kolu dahili kablo demeti içinde iyi performans gösteren bir kablo, ceket sürtünmesi, halat tasarımı veya bükülme derecesi yanlışsa yüksek döngülü bir taşıyıcıda yine de başarısız olabilir. Taşıyıcı ve kablonun tek bir hareket sistemi olarak tasarlanması gerekir.

Taşıyıcının boyutu nasıl belirlenir ve ayırıcıların ne zaman zorunlu olacağına karar verilir

Taşıyıcının boyutlandırılması ortalama çizgiyle değil, en büyük ve en sert çizgiyle başlar. Servo güç, hibrit güç artı sinyal kablosu veya pnömatik hortum genellikle hazne yüksekliğini ve bükülme yarıçapını ayarlar. Bundan sonra tasarım, hızlanma sırasında kabloların kesişmesini, öngörülemeyen şekilde istiflenmesini veya daha küçük hatları sıkıştırmasını önlemelidir. Farklı kablo sınıfları aynı hareketli sistemi paylaştığında ayırıcılar isteğe bağlı değildir. Ağır çizgilerin hassas çizgilere dönüşmesini engelleyen şeyler bunlardır.

Birçok alıcı yalnızca taşıyıcının dış genişliğini ve fiyatını karşılaştırır. Bu ticari konuyu gözden kaçırıyor. Bölücülere sahip biraz daha geniş bir taşıyıcının program maliyeti, özel olarak yeniden çalışmayı, tekrarlanan sorun giderme işlemlerini veya endüstriyel Ethernet kablolarının ve can bus kablo düzeneklerinin erken değiştirilmesini zorunlu kılan kompakt bir zincire göre program üzerinden daha az maliyetlidir. Doğru karşılaştırma, yalnızca zincir fiyatı değil, toplam hareket sistemi maliyetidir.

İlk olarak istediğim iki sayı minimum dinamik bükülme yarıçapı ve planlanan dolgu oranıdır. Bir ekip bu iki maddeye cevap veremezse, genellikle hareket ömrü bileşeni yerine katalog donanımı olarak bir taşıyıcı satın alıyor demektir.

— Hommer Zhao, Kurucu, Robotik Kablo Montajı

Zincir doğru olsa bile taşıyıcı ömrünü kısaltan kablo hataları

Uygun boyuttaki bir taşıyıcı, içindeki kablolar statik yönlendirme için seçilmişse yine de başarısız olur. Bu, robot yenileme projelerinde yaygın olarak yapılan bir kaynak bulma hatasıdır: Mekanik ekip saygın bir taşıyıcı satın alır, ardından elektrik ekibi bunu genel amaçlı kabin teli, kalıplanmış bağlantı kabloları veya zayıf dinamik davranışı olan örgülü ağır kablolarla doldurur. Sonuç FAT'ta doğru görünüyor ve hareket halindeyken başarısız oluyor.

• Milyonlarca döngü boyunca sürekli esnek PUR veya TPE yapısının gerekli olduğu yerlerde statik PVC kontrol kablosunu kullanmayın.
• Kablo ailesi ve ayırıcı stratejisi birlikte tasarlanmadığı sürece yüksek akım servo gücünü kodlayıcı, çözümleyici veya hassas veri hatlarıyla aynı bölmede çalıştırmayın.
• Kalıplanmış konnektörlerin taşıyıcı giriş ve çıkış bölgelerine uyduğunu varsaymayın; birçoğu başarısız oluyor çünkü arka kabuk geometrisi anında bükülme ihlali yaratıyor.
• Kablo ağırlığını göz ardı etmeyin. Yalnızca 2 mm daha büyük olan bir hortum veya hibrit kablo, uzun hareket boyunca taşıyıcı tarafındaki yükü önemli ölçüde değiştirebilir.
• Demeti, kabloların zincirin içinde doğal olarak yeniden konumlanamayacağı kadar sıkı bağlamayın. Kontrollü hareket, taşıyıcının noktasıdır.

Robotlar, konveyörler ve kontrol panelleri üzerinde çalışan alıcılar için bu nedenle kontrol kabini kablolaması ve hareketli eksen yönlendirmesi asla aynı kaynak paketi olarak ele alınmamalıdır. Kabin teli, muhafaza düzeni ve sonlandırmaları optimize eder. Taşıyıcı kablo; hareketi, aşınma davranışını ve uzun süreli elektriksel kararlılığı optimize eder. Bu öncelikleri karıştırmak pahalıdır.

Bir robotun hiçbir şekilde sürükleme zinciri kullanmaması gerektiği durumlar

Hareket eden her robot dalı bir sürükleme zincirine ait değildir. Dahili robot elbise paketleri, sıkı bilek eksenleri, burulma açısından ağır eklemler ve bazı cobot kolları, taşıyıcı tarzı yönetim yerine burulma dereceli yönlendirmeye veya dahili donanımlara ihtiyaç duyar. Sürükleme zinciri kontrollü doğrusal hareket için mükemmeldir. Baskın hareketin kompakt eklem alanı boyunca bükülmesi durumunda bu zayıf bir cevaptır.

Bu karar noktası, zarfın, dokunma güvenliğinin ve görsel temizliğin önemli olduğu işbirlikçi robot ve kompakt insansı robot projelerinde özellikle önemlidir. Yönlendirme sorunu gerçekten hafif bir harici koşum takımıysa, bir taşıyıcı eklemek bir sorunu çözerken başka üç sorun daha yaratabilir: aşırı kütle, kısıtlı eklemlenme ve daha sert temizlik.

Gerçek bir robot eklemi için, yanlış sürükleme zinciri, doğrusal yönlendirme mantığını burulma hareket yoluna zorladığından, sürükleme zinciri olmamasından daha hızlı başarısız olabilir. Eksen ±180 derece veya daha fazla döndüğünde, zincir verilerini istemeden önce burulma verilerini istiyorum.

— Hommer Zhao, Kurucu, Robotik Kablo Montajı

Üretim sürümünden önce yapılması gereken doğrulama kontrolleri

Taşıyıcı kararları izole edilmiş parçalar olarak değil, bir sistem olarak doğrulanmalıdır. Yalnızca kablo üzerinde yapılan süreklilik testi, taşıyıcının çalıştığını kanıtlamaz. Benzer şekilde, elektrik yükü olmayan bir mekanik seyahat demosu da sinyal stabilitesini kanıtlamaz. Piyasaya sürülmeden önce alıcılar, hareket, yönlendirme ve elektrik performansını birleştiren test kanıtlarını talep etmelidir.

SSS

Robot kablo taşıyıcı için hangi dolum oranı güvenlidir?

Pratik bir hedef, en az %40 boş alan bırakmaktır; bu, ayırıcılar dikkate alındığında %60 kullanılabilir dolguya yakın veya daha düşük bir seviyede kalmak anlamına gelir. Kesin sınırlar kablo sertliğine, seyahat hızına ve oda tasarımına bağlıdır, ancak alıcılar SOP'ta fiilen dolu olan bir taşıyıcıyı onaylamaktan kaçınmalıdır.

Kodlayıcı ve servo güç kablolarının ayrı bölmelere ihtiyacı var mı?

Birçok robot sisteminde evet. Servo güç ve kodlayıcı veya diğer düşük seviyeli geri besleme devreleri birlikte hareket ettiğinde, fiziksel ayırma aşınma riskini azaltır ve EMC performansının korunmasına yardımcı olur. Bir tedarikçi ortak bir oda önerirse hangi koruma, aralık ve doğrulama verilerinin bu seçimi desteklediğini sorun.

Çekme zincirinin içinde standart kontrol kablosunu kullanabilir miyim?

Genellikle sürekli hareket için değildir. Standart kabin kablosu ara sıra servis döngüleri için işe yarayabilir, ancak yüksek döngülü seyahat genellikle sürekli esnek yapıya, daha sıkı kablo tasarımına ve PUR veya TPE gibi kılıf malzemelerine ihtiyaç duyar. Hedef milyonlarca döngü ise statik kablo yanlış varsayılandır.

Bir taşıyıcı ne kadar yedek kapasite içermelidir?

Çoğu otomasyon programı için %10-15 ekstra kullanılabilir genişlik ayırmak pratik bir planlama kuralıdır. Bu küçük tolerans, pilot veya ölçek büyütme sırasında bir sensör dalı, Ethernet hattı veya pnömatik tüp eklendiğinde genellikle taşıyıcının tamamının yeniden tasarlanmasını engeller.

Bir robot ne zaman kablo taşıyıcı yerine dahili bir donanım kullanmalıdır?

Baskın hareketin uzun doğrusal hareket yerine kompakt eklemler yoluyla bükülme olduğu durumlarda dahili bir donanım veya burulma odaklı yönlendirme kullanın. Bilek eksenleri, dirsek eklemleri ve kompakt cobot kolları genellikle bu modele uyar. Yönlendirme kararı alışkanlığa değil hareket türüne göre yapılmalıdır.

Hızlı ve doğru fiyat teklifi için tedarikçiye ne göndermeliyim?

Seyahat uzunluğunu, hızı, ivmeyi, montaj yönünü, kablo ve hortum çaplarını, hatta göre minimum bükülme yarıçapını, ayırma kurallarını, ortamı, hedef çevrim ömrünü ve tercih edilen herhangi bir taşıyıcı markasını veya zarf sınırını gönderin. Bu girdilerle tedarikçi genellikle bir yönlendirme konseptini ve gerçekçi bir teklifi çok daha hızlı bir şekilde sunabilir.