La differenza fondamentale tra i robot collaborativi e i robot industriali tradizionali non risiede solo nell'aspetto o nella capacità di carico, ma anche nell'architettura di controllo sottostante. I robot collaborativi utilizzano circuiti di controllo di forza/coppia, garantendo una sicurezza intrinseca in scenari in cui umani e robot coesistono.
| Nome | Robot collaborativo serie CR | ||
| Specifiche | Modello | CR10-1300 | |
| Carico utile | 10 kg | ||
| Portata | 1300 mm | ||
| Gradi di libertà | 6 giunti rotanti | ||
| Interfaccia uomo-macchina (HMI) | Pannello di controllo da 10,4 pollici o terminale mobile con applicazione web. | ||
| Movimento | Ripetibilità | ±0,03 mm | |
| Movimento dell'asse | Campo di lavoro | Velocità massima | |
| 1 asse | ±360° | ±180°/s | |
| 2 assi | ±360° | ±180°/s | |
| 3 assi | ±360° | ±225°/s | |
| 4 assi | ±360° | ±225°/s | |
| 5 assi | ±360° | ±225°/s | |
| 6 assi | ±360° | ±225°/s | |
| Velocità massima del TCP | 3,8 m/s | ||
| Velocità massima in linea retta | 1,5 m/s | ||
| Caratteristiche | Classificazione IP | IP54/IP65 | |
| Interfaccia degli strumenti | GB/T 14468.1-50-4-M6 (equivalente a ISO 9409-1) | ||
| Alimentazione elettrica | 220-240 V CA 47-63 Hz 10 A / 100-200 V CA 47-63 Hz 16 A | ||
| Porte I/O | 2 ingressi/uscite digitali, 24 V, 0,6 A | ||
| Intervallo di temperatura di conservazione | -40℃-55℃ | ||
| Dimensioni del robot | 1512x388x205mm | ||
| Peso della macchina | 38 kg | ||
| Consumo energetico | Consumo energetico tipico: 500 W | ||
| Installazione | Montaggio a terra, invertito, a sbalzo. Installabile in qualsiasi direzione. | ||
| Armadio di controllo | Ingresso di potenza | 200-240 V CA, 47-63 Hz, 10 A 100-200 V CA, 47-63 Hz, 16 A | |
| Potenza nominale in uscita | 48V@600W | ||
| Peso | 13,6 kg | ||
| Intervallo di temperatura di funzionamento | -10-50℃ | ||
| Intervallo di temperatura di conservazione | -40-55℃ | ||
| Umidità di lavoro | 20%-70%UR | ||
| Umidità di conservazione | 10%-95% (senza condensa) | ||
| Pressione dell'aria | 70-106 kPa | ||
| Classificazione IP | IP44 | ||
| Rumore | ≤55 dB | ||
| Interfaccia di comunicazione | CAN, RS485, LAN, EtherCAT, INC Segnale encoder lA+, A-; B+, B-; Z+, Z- | ||
| Interfaccia utente | 16 canali DI (tipo PNP, L: -3V~5V, H: 11V-30VDC, 2~15mA), 16 canali DO (tipo PNP, 22~28V, Max: 0.5A) | ||
| Scatola di controllo | Dimensioni dello schermo | 10,4 pollici | |
| Risoluzione dello schermo | 800*600/60Hz | ||
| Tipo touchscreen | Capacitivo | ||
| Intervallo di temperatura di funzionamento | 0℃~50℃ | ||
| Intervallo di umidità operativa | 10-90% UR (senza condensa) | ||
| Valutazione di protezione | IP54 | ||
| Dimensioni | 295*225*45 (impugnatura esclusa) | ||
| Peso | 1,3 kg | ||
a. Limitazione di potenza e forza: i sensori di coppia integrati monitorano la coppia in tempo reale su ogni articolazione, consentendo di configurare soglie di forza d'urto inferiori ai limiti di tolleranza biomeccanica del corpo umano.
b. Arresto monitorato con certificazione di sicurezza: dotato di funzionalità integrate di interblocco I/O di sicurezza.
c. Monitoraggio della velocità e della distanza: consente la regolazione in tempo reale della velocità di movimento tramite un PLC di sicurezza.
d. Ripetibilità: ±0,02 mm
e. I robot collaborativi sono ideali per ambienti di produzione flessibili caratterizzati da un'elevata varietà di prodotti e lotti variabili, come la marcatura laser di dispositivi medici, l'assemblaggio di precisione e l'ispezione ottica. Pur mantenendo la ripetibilità di livello industriale, offrono uno spazio di lavoro collaborativo tra esseri umani e macchine irraggiungibile con i sistemi robotici tradizionali.
Il valore applicativo dei robot collaborativi si basa su tre pilastri tecnici principali: controllo della coppia, guida visiva e flessibilità di implementazione. Di seguito, analizzeremo in modo esaustivo le loro direzioni applicative da una prospettiva tecnica.
I. Tecnologia di assemblaggio di precisione e controllo della forza
L'assemblaggio rigido tradizionale richiede una precisione di posizionamento estremamente elevata. Anche una minima deviazione può causare danni. I robot collaborativi adottano un metodo di controllo ibrido forza/posizione, in cui l'effettore finale può rilevare immediatamente la forza di contatto e adattarsi attivamente ad essa. Le applicazioni tipiche includono l'inserimento di connettori elettronici e il montaggio a pressione di cuscinetti. La precisione del controllo della forza può raggiungere ±0,5 N e la tolleranza del gioco è stata ridotta da 0,01 mm a 0,1 mm, diminuendo significativamente i requisiti di precisione di posizionamento dell'estremità anteriore.
II. Trattamento superficiale e rettifica adattiva
Il pezzo grezzo presenta una tolleranza dimensionale di ±1 mm, difficile da gestire per i robot a controllo di posizione tradizionali. Il robot collaborativo mantiene una forza di contatto costante tra l'utensile e la superficie del pezzo tramite un controllo di forza costante, compensa automaticamente le deviazioni di traiettoria ed è adatto a scenari come la smerigliatura di paraurti per auto, la lucidatura di accessori per il bagno e la levigatura di prodotti in legno.
III. Guida tramite visione artificiale e presa senza insegnamento
Il robot collaborativo, dotato di telecamere 2D/3D, realizza il controllo visivo tramite calibrazione occhio-mano. Il modello di deep learning è in grado di identificare la posizione di pezzi sparsi e impilati e di pianificare la traiettoria di presa in tempo reale. Durante il cambio di prodotto, è sufficiente commutare il modello visivo, riducendo i tempi di programmazione da diverse ore a pochi minuti. Può essere utilizzato anche per attività di controllo qualità come l'ispezione estetica del prodotto, la misurazione delle dimensioni e il riconoscimento ottico dei caratteri (OCR).
IV. Robot composito collaborativo mobile
Il braccio collaborativo è montato sul telaio dell'AMR per formare un sistema integrato "mano-occhio-piede". È adatto a scenari di movimentazione e gestione dei materiali tra diverse postazioni di lavoro, come ad esempio in una linea di lavorazione automatica: l'AMR si sposta verso la macchina CNC, il braccio meccanico afferra il pezzo grezzo e lo alimenta nel mandrino, e al termine della lavorazione, il prodotto finito viene estratto e inviato alla stazione di ispezione. La comunicazione utilizza 5G + OPC UA per garantire una collaborazione a livello di millisecondi.
V. Post-elaborazione della lavorazione laser e della produzione additiva
I robot collaborativi lavorano in sinergia con le apparecchiature laser per eseguire operazioni di taglio, saldatura, marcatura e pulizia. Nel settore dei dispositivi medici, i robot collaborativi ad alta precisione vengono utilizzati per la marcatura laser dei codici UDI; nella post-elaborazione della stampa 3D, sono impiegati per la rimozione dei supporti e la finitura superficiale.
VI. Pallettizzazione, depallettizzazione e confezionamento
I robot collaborativi sono adatti per le operazioni di pallettizzazione e depallettizzazione in diversi magazzini logistici e a fine linea di produzione. Sono in grado di identificare automaticamente cartoni di diverse dimensioni e di impilarli secondo schemi preimpostati, sostituendo il sollevamento manuale di carichi pesanti e riducendo il rischio di infortuni sul lavoro.
Il percorso tecnologico dei robot collaborativi, che si è evoluto da "azioni ripetitive in posizioni fisse" ad "adattabilità ambientale e compiti diversificati", ha permesso loro di soddisfare svariati scenari applicativi, apportando grande praticità.
