Ingenjörer och tillverkare vänder sig alltmer till robotar för ökad produktivitet, och nyckeln till dessa tekniska underverk är glidstyrningar. Martin Ahner, chef för norelem ACADEMY, redogör här för de överväganden som krävs när man väljer dessa komponenter.
Robotar ses allt oftare som svaret på många av tillverknings- och verkstadsindustrins utmaningar – från högre produktivitet till att övervinna kompetensbrist. Detta görs genom att öka automatiseringen och till och med möta utmaningar som pandemin genom att låta fler anställda jobba på distans. Robotar blir nyckeln till den pågående fjärde industriella revolutionen.
Robotmarknaden värderades till 39,72 miljarder USD 2019 och förväntas ha en tillväxt på 25,38% från 2020 till 2025 (CAGR), enligt Mordor Intelligence. Tidigare har robotar i allmänhet betraktats som dyra investeringar med långsam avkastning, men tillväxten förväntas flytta från stora, dyra robotar, till mycket mindre samarbetsrobotar (så kallade ’co-bots’). Ofta är dessa co-bots mycket mer överkomliga med mycket kortare återbetalningstider, på grund av sjunkande sensorpriser, komponentkostnader och ökad användning.
En sådan grupp av komponenter, som är avgörande för robotik och framtida användning, är glidstyrningar och skenor. Det behöver inte sägas att det är viktigt att tekniker överväger dessa komponenter noga och inte bara ser på kostnad utan allt från prestanda och noggrannhet till livslängd och framtida underhållsbehov.
Hitta rätt glidstyrningar
Uppfattningen och fördelen med robotik är enkel – i själva verket utför de vissa uppgifter och hjälper till att förenkla återkommande, monotona jobb. Exempel på detta är allt från enkla verktygslyft till fullständig automatisering med industriella robotar.
För att göra det möjligt för robotar att utföra dessa uppgifter dag in, dag ut och röra sig så snabbt och exakt som möjligt, är många beroende av system med glidstyrningar. Svetsrobotar inom fordonsindustrin är till exempel beroende av system som består av glid- och linjärstyrningar för att svetsa samman delar korrekt.
Val av glidstyrningar baseras på tillämpning, maskinstruktur, monteringsutrymme, omgivning, belastning, hastighet, slag, noggrannhet och nödvändig livslängd för komponenten.
Av dessa faktorer spelar monteringsutrymme och noggrannhet utan tvekan störst roll vid valet. norelem erbjuder ett komplett paket för lösningar, från profilskenstyrning, lämpliga styrvagnar, glidstyrningar av plast med matchande styrvagnar och mer. Dessa komponenter motsvarar inte något DIN (dvs. de är inte en standarddel) utan är standardiserade komponenter i vilka dimensionerna är anpassade till intilliggande komponenter.
Linjär styrnoggrannhetsklass spelar också en viktig roll i lagrets beteende, vilket är det 1/3 prestandakännetecken som de flesta förknippar med termen ”noggrannhet”. Oavsett storlek, förbelastning eller monteringskonfiguration bestämmer parallelliteten mellan skenans referenskanter och blocket slutligen körprecisionen hos styrsystemet. Denna parallellitetstolerans specificerar hur lagerblocket kommer att bete sig positionellt när det rör sig nerför skenan.
Val av fel glidstyrning kan innebär att lagerblocket avviker, antingen upp och ner eller från sida till sida när det löper längs skenorna. För robotik, där noggrannhet är nyckeln, får detta helt enkelt inte ske. norelems breda sortiment av glidstyrningar finns i olika noggrannhetsklasser, lämpliga för många tillämpningar.
Konstruktörer kan också använda kompakta linjärkullager, som finns med eller utan en självjusterande funktion. Vanliga stålversioner från norelem har en plastbur, medan de självjusterande modellerna består av ett plasthölje med löpplattor, så att de kan korrigera feljusteringar för att kompensera för toleranser och förhindra tiltning.
Robusta glidstyrningar skapar robusta robotar
Tillsammans med montering och noggrannhet måste konstruktörer också överväga livslängd, underhåll och service av glidstyrningar. Dessa komponenter måste kunna motstå den miljö de används i under en lång och problemfri tid och för att minimera driftstopp för robotarna.
Vissa försiktighetsåtgärder bör vidtas för olika miljöer. På grund av de återcirkulerande rullelementen bör glidstyrningar vara i en så ren och skräpfri miljö som möjligt. Om smuts kommer på skenorna kan rullelementen förlora smörjningen och därmed störs körhastigheten och noggrannheten. Detta äventyrar hela robotens funktion.
Eftersom en ren miljö inte alltid kan garanteras så kan ett uppgraderat smörjningsalternativ läggas till i en glidstyrning för att öka styrningens livslängd i en smutsig miljö. Glidstyrningarna kan också skyddas med linjärhusenheter, som de i norelems sortiment, för att förhindra att smuts och damm kommer in i lagren. För enklare underhåll och service har husenheterna ett smörjhål för smörjning av lagren vid behov.
Eftersom robotar är relativt stora kapitalinvesteringar är det också viktigt att dessa placeras så att de inte utsätts för oönskade skador eller smuts som kan påverka prestandan. För detta ändamål finns en enkel men effektiv metod med aluminiumprofiler, vilka kan användas för att bygga en barriär runt roboten. Tillsammans med aluminiumprofiler tillhandahåller norelem ett komplett utbud av andra monteringskomponenter som lock, stånghandtag, grepp och gångjärn för att skapa optimala höljen.
Låt stillestånd tillhöra det förflutna
Som nämnts måste alla driftstopp undvikas för att säkerställa att robotar är effektiva och genererar den avkastning som krävs. Detta är ännu viktigare om roboten är en del av en produktionslinje – alla perioder där roboten inte fungerar kan äventyra hela anläggningens verksamhet.
Förutom att skydda roboten och dess glidstyrningar med effektiva höljen kan prediktiva underhållsintervall hjälpa till att förkorta stilleståndstiden. Stillestånd kan också undvikas genom tillståndsövervakning, varför norelem har utvecklat standardkomponenter som kan visa tidigt slitage, till exempel i spännkomponenter.
Det rekommenderas också att använda komponenter som är lättillgängliga och åtkomliga. Ofta, med 2/3 skräddarsydda komponenter, kan dessa vara kostsamma och tidskrävande att reparera eller byta ut, särskilt om de behöver specialtekniker för att åtgärda dem eller om delarna måste beställas och tillverkas på nytt. Med standardkomponenter kan dessa dock enkelt införskaffas och leveransen kan vara lika snabb som nästa dag, vilket innebär att stilleståndstiden inte längre bör vara ett problem.
Vägen mot en robotframtid
Robotar kommer utan tvekan att vara framtiden för teknik och tillverkning. För att sänka inträdeshindren, särskilt för små och medelstora företag, måste kostnaderna hållas under kontroll, samtidigt som det är enkelt att skapa och underhålla robotarna.
Med standardkomponenter som glidstyrningar och tillbehör som huskomponenter är detta inte längre bara en fantasi. norelem har experter inom anläggnings- och maskinteknik till hands, redo att hjälpa till i alla robotikprojekt och tillämpningskrav.
För mer information: Norelem
