笛卡儿机器人:简单但复杂的包装自动化

包装业务继续将自动化作为一种降低劳动力成本和工作场所伤害的方式，同时提高包装货物的效率和质量。但自动化的使用并不是平均分布的，大型消费品包装生产商的自动化程度要高于小型包装公司。

提高自动化的一个成熟领域是包装或过程生产的操作。这些设施通常位于农场附近或属于农场，在很大程度上仍然依赖于一些手工材料处理操作，并可以从基于定制手臂末端工具(EOAT)和高级传感功能的长距离笛卡尔机器人的自动化类型中获得即时收益。这些机器人可以处理各种包装机器，执行其他手工任务，如给纸箱和托盘形成机械或分离嵌套纸板容器，以便在输送线上使用。笛卡尔机器人也可以处理码垛和去码垛操作。

如果你是自动化领域的新手，你可能不会首先想到这些笛卡儿式机器人，它们是围绕两个或更多的协调线性定位阶段建造的。相反，人们很自然地倾向于将机器人与你在工厂里越来越多看到的六轴、关节臂模型等同起来。即使是经验丰富的自动化工程师也可能对笛卡儿机器人不屑一顾，把注意力集中在六轴模型上。

然而，在要求机器人照管包装机器的应用中，忽视简单笛卡尔系统的好处可能是一个代价高昂的错误。

六轴的问题

铰接式手臂机器人已经在许多自动化制造和包装设施中占据了重要地位，这是有充分理由的。这种类型的机器人，如果尺寸合适，可以轻松地处理大的有效载荷。它们还可以灵活地通过编程和手臂末端的工具更改来执行许多不同类型的自动化任务。在合适的工作中，我们是关节机器人的忠实粉丝，我们有悠久的历史为电子组装和医疗应用定制机器人手臂。

但6轴机器人的优点是有代价的。不仅是这些昂贵的先进的机器人，他们在这个意义上潜在的高“的机器人密度”那你可能需要一个单位，每一个或两个包装机。虽然有其中较大的，昂贵的6轴机器人具有达到比服务几台多的情况下，这些安排可能需要重新安排围绕一个非常大的机器人的机器。

铰接式手臂机器人也有很高的二次成本，形式是安全防护和地板空间的要求，以及能够编程和维护这些机器人的熟练员工的费用。

为直角坐标机器人的情况下，

在许多包装用例中，笛卡儿机器人具有超过6轴模型的边缘。其中一个原因与机器人的密度有关。一个长距离移动的笛卡儿转移机器人可以处理多个包装机器，而不需要重新安排机器人周围的机器。

通过在他们照管的机器上方安装搬运机器人，你也不会受到占地面积的惩罚。安全防护要求也很低，至少与六轴模型相比是这样，因为头顶的安装可以自然地将机器人和工人分开。最后，笛卡尔机器人具有较低的维护成本和编程要求。

为了获得这些好处，你需要合适类型的机器人来完成这项工作，而不是所有的笛卡尔机器人系统都是平等的。事实上，如果你在网上查找笛卡尔机器人，你会发现许多更小的系统为生产机械或装配操作的取放操作进行了优化。这些机器人与在包装环境中使用的转移机器人非常不同，后者需要满足一些更具挑战性的技术要求，包括:

• 长期旅行长度:一个机器人要处理多个包装机器，你可能需要机器人的最长旅行轴达到50英尺甚至更远的距离。在现有的笛卡尔机器人中使用的许多线性级根本达不到这些长度。
• 独立控制车厢：龙搬送机器人变得更加有效，如果多个车可行驶沿主轴线，各自独立的另一执行有用的任务。这种能力是直角坐标机器人一个巨大的力量倍增器，允许一个单元做很多的工作。
• 定制结束臂工具（EOAT）：虽然一些包装自动化任务可能能够使用现成的EOAT，如真空或手指抓手，但我们发现，特制的工具使我们能够更有效地处理货物，这反过来使简化与机器人一起工作的物料处理系统成为可能。
• 简化控制结构:控制笛卡尔机器人的一种新兴策略是使用集成伺服驱动器的电机，而不是依赖独立电机、驱动器和控制器的更传统的控制架构——所有这些都安装在一个昂贵的机柜中。对于一些可能有复杂运动需求的机器人，传统方法是一种有效的方法。然而，在大多数情况下，集成伺服电机可以处理更多的点对点运动控制要求的笛卡尔系统。当你可以使用它们时，集成伺服电机可以帮助最大化笛卡尔自动化系统的成本优势。
• 选择性使用：由于笛卡儿式机器人可以安装在机器的上方或后方，它们也允许用户在需要时手动操作机器——例如，对特殊尺寸的机器进行短期运行。这种选择性使用很难与地板六轴机器人，因为它可以阻止进入包装机。

一个例子的机器人

我们最近推出了一组长途运输机器人，展示了所有这些技术特征。这些机器人是为加州中央谷的一家农业包装公司制造的，与该公司现有的IPAK托盘成形器无缝集成。每个机器人同时照管多达四台机器，用堆叠的瓦楞纸板填满机器。

安装在机器上方，这些三轴龙门机器人是基于我们的伺服带重线性运动阶段。这个舞台设计提供无限的旅行长度，独立的移动车厢和安装舞台在任何方向的能力。对于这些机器人来说，三个机器人中最长的轴，即在托盘成形器上的轴，其移动长度超过50英尺。

为了提供瓦楞纸板的片材为四个托盘成型机，一个机器人第一拾取从保持波纹片的托盘一个定制的船坞纸板的负载。然后，它提供的纸板，以每盘前的负荷。由于ServoBelt的速度，这在4米处顶出/秒，机器人可以很容易有四个盘成形，即使以每分钟35盘的全部输出跟不上。

除了机器人本身，这个交钥匙系统还配备了高空安全保护和传感设备，防止机器人在有人在场时往机器里塞东西。该安全系统还可以选择性地使用机器人:工人可以手动照管一台或多台IPAK机器，而机器人则负责剩余的机器。这种能力允许特殊托盘的短期运行，而不中断正常的大容量运行。

这种安全防护是基于头顶滑动门和传感器的简单安排，这些传感器将机器人与下面的机器锁在一起，成本只是地板安装六轴机器人所需成本的一小部分。

该系统还包括所有的控制和自定义EOAT，能够处理堆叠的波纹板，其高度和重量变化不可预测。该工具是电缆处理有效载荷高达50公斤没有抱怨。

同样不能说对于用来加载机的运营商。从托盘拿起纸板的负载和俯身插入他们在成型机是回破工作，导致受伤的投诉。自动化这些任务，允许工人被重新分配到更少的体力要求很高的任务。

这个大转移机器人仅仅是一个什么是可能与包装环境直角坐标机器人系统的例子。我们还开发了基于一个非常类似的笛卡尔方法码垛和卸垛系统。什么所有这些机器人份额的想法，三个线性运动平台 - 一起工作，用正确的传感器，控制和结束臂工具 - 可以开始使用包装操作的自动化最有效，最有效的方式。无6轴机器人需要。