A mérnökök és a gyártó cégek egyre több robotot alkalmaznak a termelékenység növelése érdekében, és ezen mérnöki csodákban kulcsszerepük van a lineáris vezetékeknek. Martin Ahner, a norelem ACADEMY vezetője a lineáris vezetékek kiválasztásához szükséges szempontokat veszi górcső alá.
A robotok a gyártás és a gépipar egyre több kihívására jelentenek megoldást. A robotok kulcsszerepet játszanak a jelenleg zajló negyedik ipari forradalomban a termelékenység növelésétől kezdve a készséghiány leküzdésén át az automatizálás fokozásáig, sőt a világjárvány elleni küzdelemig, lehetővé téve, hogy több dolgozó álljon át távmunkára.
A robotikai piac 2019-ben mintegy 39,72 milliárd USD forgalmat bonyolított le és a Mordor Intelligence szerint 2020-tól 2025-ig 25,38%-os CAGR érték mellett növekszik majd. A múltban a robotokat jellemzően magas beruházású igényű tőkeeszköznek tekintették lassú megtérüléssel, de a trend a nagy, költséges robotoktól várhatóan a sokkal kisebb együttműködő robotok (az úgynevezett kobotok) felé mutat. Ezek a kobotok gyakran sokkal elérhetőbbnek bizonyulnak a jóval rövidebb megtérülési idejükkel, a csökkenő szenzorárakkal és alkatrészköltségekkel, valamint a növekvő elfogadottságukkal. A robotika és a robotok jövőbeni alkalmazásnak szempontjából többek közt a lineáris vezetékek és sínek számítanak kulcsfontosságú komponenseknek. Mondanom sem kell, hogy a mérnökök gondosan mérlegelik ezeket az alkatrészeket, és nemcsak a költségekre, hanem a teljesítményre, a pontosságra, a hosszú élettartamra és a jövőbeli karbantartási igényekre is figyelnek.
Lineáris megközelítés a megfelelő lineáris vezetékek kiválasztásához
A robotika fogalma és előnye egyszerűen megragadható – lényegében bizonyos feladatokat látnak el, elősegítve az ismétlődő, monoton munkák leegyszerűsítését. Példaként említhető itt az emelőeszközök egyszerű támogatása egészen az ipari robotokal megvalósított átfogó automatizálásig. Annak érdekében, hogy a robotok nap mint nap elvégezhessék ezeket a feladatokat, és a lehető leggyorsabban és precízebben mozogjanak, sok esetben lineáris vezetékrendszereken épülnek fel. Az autóiparban használt hegesztőrobotok például lineáris vezetékek rendszerét használják az elemek pontos hegesztéséhez. A lineáris vezetékek kiválasztása az alkalmazástól, a gép felépítésétől, a szerelési helytől, az üzemi környezettől, a terheléstől, a sebességetől, a lökethossztól, a pontosságtól és az alkatrész elvárt élettartamától függ.
E tényezők közül vitathatatlanul a beépítési hely és a pontosság játszák a legnagyobb szerepet a kiválasztásban. norelem a teljes megoldási csomagot teszi elérhetővé a profilvezetősínektől és az illeszkedő kocsiktól kezdve a műanyag csúszóvezetékeken át a hozzájuk illő vezetőkocsikig és egyéb tartozékokig. Ezek a gépelemek nem DIN szerintiek (vagyis nem szabványelemek), hanem olyan elemek, melyek méretei a kapcsolódó elemekhez vannak igazítva. A lineáris vezetékek pontossági besorolása szintén fontos szerepet játszik a lineáris csapágy mozgási viselkedésében, ez az a teljesítményjellemző, amit a legtöbb ember a «pontosság» kifejezéssel társít. Mérettől, előfeszítéstől vagy szerelési konfigurációtól függetlenül a sín és a tömb referenciaélei közötti párhuzamosság végső soron a vezetőrendszer futási pontosságát is meghatározza. Ez a párhuzamossági tűrés dönti el, hogy a lineáris csapágy hogyan pozíciónálható a sínen mozogva.
A lineáris vezetékek helytelen megválasztásával a lineáris csapágy a sín mentén kotyoghat felfelé, lefelé, vagy oldalirányban. A pontosságot kulcsfontosságú tényezőként kezelő robotika esetében ez egyszerűen nem engedhető meg. norelem lineáris vezetékeinek széles skálája számos pontossági osztályt fed le, és számos feladathoz lehet azokat alkalmazni. A mérnökök kompakt lineáris csapágyakat is használhatnak, amelyek önbeálló funkcióval vagy anélkül is választhatóak. A szokásos acél változat műanyag kosárral van szerelve, míg az önbeálló modellek műanyag házzal és acél görgőpályával készülnek, amelyek lehetővé teszik az eltérések kijavítását a tűrések kompenzálása és a bicsaklás megakadályozása érdekében.
Robusztus lineáris vezetékekekkel robusztus robotok hozhatók létre
A beépítési lehetőségek és a pontosság mellett a mérnököknek figyelembe kell venniük a lineáris vezetékek élettartamát, karbantartását és szervizelését is. Az elemeknek képesnek kell lenniük arra, hogy ellenálljanak a környezeti hatásoknak, hosszú és problémamentes működést kell biztosítsanak a robotok leállásának veszélyét minimalizálva. A különböző működési körülmények különféle óvintézkedések meghozatalát feltételezik. A körbefutó görgős elemek miatt a lineáris vezetőket a lehető legtisztább és forgácsmentes környezetben kell elhelyezni. Ha szennyeződés kerül a sínekre, akkor a gördülő elemek elveszíthetik kenésüket, ami negatívan befolyásolhatja a sebességet és a pontosságot. Ez pedig a robot teljes működését veszélyezteti. Bár a tiszta környezet nem garantálható minden esetben, a lineáris vezetékekhez továbbfejlesztett kenőrendszer is választható, ami piszkosabb környezetben megnöveli a vezeték élettartamát. A lineáris vezetékek norelem termékkínálatában is elérhető csapágytokozásokkal is megvédhetők, amelyek megakadályozzák a szennyeződés és por bejutását a csapágyakba. A karbantartás és a szervizelés megkönnyítése érdekében a tokozások zsírzólyukkal vannak ellátva a csapágyak esetleges újrakenéséhez.
A viszonylagosan nagy tőkebefektetések miatt a robotok hatékony elhelyezésére is figyelmet kell fordítani, hogy azok ne szenvedjenek váratlan károkat, vagy ne érjék azokat olyan forgácsok , ami befolyásolhatja a teljesítményt. Ebből a célból egyszerű, de hatékony módszer az alumínium burkolati profilok használata, hogy akadályt képezzenek a robot körül. Az alumíniumprofilok mellett norelem a felszereléshez egyéb elemek teljes választékát is kínálja, mint például burkolatok, kengyelfogantyúk, markolatok és csuklók, amelyek segítenek az optimális burkolat kialakításában.
Állásidő legyen a múlté
Mint említettük, a robotok hatékonyságának növelése és a megtérülés biztosítása érdekében a leállásokat meg kell szüntetni. Ez még inkább igaz, ha a robot egy gyártósor része – minden olyan hosszabb időszak, amikor a robot nem működik, az egész létesítmény működését veszélyeztetheti. A robot és a lineáris vezetékek hatékony burkolati elemekkel történő védelme mellett a prediktív karbantartási intervallumok is hozzájárulhatnak az állásidő lerövidítéséhez. A leállás állapotfigyeléssel is elkerülhető, ezért norelem olyan szabványos gépelemeket fejlesztett ki, amelyek képesek kimutatni a kezdődő kopást – ilyenek például a befogóelemek. Ezenkívül célszerű olyan elemeket használni, amelyek könnyen elérhetők és hozzáférhetők. Az egyedi gyártású gépelemek javítása és cseréje gyakran költséges és időigényes lehet, különösen, ha szakmérnökökre van szükség a javításhoz, vagy ha az alkatrészek egyedi megrendelésére és újragyártására van szükség. Szabványelemekkel azonban ezek könnyen elérhetők, és a szállítás akár másnap megtörténhet, vagyis az állásidő már nem okozhat gondot.
A robotikai jövő felé vezető út
A gyártás jövőjét kétségtelenül a robotok jelentik. A robotizálás előtt álló – különösen a kis- és középvállalkozások esetében meglévő – akadályok csökkentése érdekében a költségeket kordában kell tartani, miközben a berendezés létrehozásának és fenntartásának egyszerűnek és könnyűnek kell lennie. Az olyan szabványelemekkel, mint a lineáris vezetékek és tartozékaik (például a burkolatelemek) ez már nem puszta vágyálom. norelem üzem- és gépészmérnökei készek segíteni minden robotikai projektben és egyedi alkalmazásban.
Norelemről további információ a www.norelem.hu oldalon található
