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Clean SCARA拖管:专为高速运行的无尘室SCARA机器人打造的供能系统

作者:www.cechina.cn2023.12.08阅读 6836

       对于无尘室SCARA机器人而言控制工程网版权所有其供能系统需要通过高速和无尘两个硬性考验。
  在好莱坞大片《深度撞击》中,一颗直径2.5公里的彗星撞击地球,给地球带来了巨大灾难。电子产品的生产也面临着同样的危险,只是规模要小得多。它们的敌人是肉眼不可见的微小粒子,这些微小颗粒会对半导体和显示屏等精密电子元器件造成严重损坏。
  因此,此类产品的生产设备和零部件通常必须尽量减少可能的摩擦,以避免对周围空气造成污染。但是这并不容易,尤其是对于SCARA机器人而言控制工程网版权所有,这种形似人类手臂的四轴机械手运行速度很快,循环时间远低于1秒。在这种高速运行下CONTROL ENGINEERING China版权所有,机器人波纹管上摩擦产生颗粒的风险很大。
  为了解决此类应用的供能问题,igus在2020年开发了SCARA供能拖管,现又在此基础上推出了一种专门用于无尘室的SCARA供能解决方案——新的Clean SCARA无尘拖管。它们运行可靠、结构紧凑、简单易用且方便改装。
       SCARA电缆解决方案的诞生

  SCARA机器人工作速度之快可能会让你感到头晕目眩。因为这种水平关节臂机器人需要在四个轴上快速运行。它的内臂和外臂进行水平旋转运动,而用于抓取物体的滚珠丝杠则会做旋转和直线运动。这使得机械臂几乎可以抵达其工作半径内的任何位置。
  但这种高负载运行也意味着布线在机械臂外部的电缆和软管需要经常更换或维修。这也同样是一些汽车行业制造商正面临着的问题,他们希望包括波纹管和旋转轴承在内的供能系统能够得到优化。
  为此,igus开发出了一种替代方案,可以使用SCARA电缆解决方案进行改造,显著延长使用寿命。

       结构:滚珠轴承和额外加固
  SCARA电缆解决方案有三个构成部件,用于移动端的旋转接头(直头①或者弯头②)、固定端的旋转接头③,以及带e-rib的波纹软管④。它的特别之处在于旋转接头可以吸收扭转力,集成的滚珠轴承确保供能系统即使在高加速度下也能平稳运行。
  此外,波纹软管通过e-rib进行加固,使其只能在一个空间方向上移动。侧面的导向元件则使得波纹管具有一定的架空长度。

       升级:经无尘室认证的Clean SCARA供能解决方案
  为无尘室SCARA机器人设计合适的电缆和软管引导系统本身就是一项挑战性的工作。高速运动进一步增加了部件承受的压力,这很容易导致部件磨损www.cechina.cn,释放颗粒到周围环境中。
  新的Clean SCARA无尘供能系统的核心组件是e-skin soft,这是一种模块化的拖链,它主要用来引导连接机器人的垂直臂和末端执行器的电缆和软管。其上下外壳可以分离,组合起来就是一个既防尘又防水的封闭拖管。因此,电缆和软管的颗粒不会轻易释放到拖管外的空气中,即使在系统超高速运行时也是如此。
  为了减轻电缆的压力以使其更加耐用,新方案设计了一个旋转支架,用来连接供能系统的固定端和移动端。新系统的特别之处就在于此。另外,对旋转轴承也进行了特别设计,保证它即使在超高速运行时也不会产生任何颗粒。
  由于采用了优化摩擦特性的高性能工程塑料,拖链本身也非常耐磨。经弗劳恩霍夫研究所(IPA)的ISO认证:这款Clean SCARA供能解决方案的无尘室等级达ISO 2级,这意味着该系统具有出色的耐磨性能,运行期间每立方米空气中粒径小于0.1微米的颗粒物不超过100个。为了便于理解,一张纸的厚度为80微米,大小相当于这种颗粒的800倍。
  结合e-skin的SKS20系列(已在最高级别的无尘室中进行过测试)使用,还可实现高动态应用。SKS20 久经考验的拉链开口原理可快速、轻松地填充电缆。新型无尘 SCARA 电缆解决方案可用于标准 SCARA 电缆解决方案的所有已知连接。

       Clean SCARA供能解决方案的其他优势
  新的Clean SCARA供能系统可用作传统波纹管的替代品。除了无尘室兼容外,与传统波纹管相比它还有另外两点优势。
  首先,SCARA机器人常用的波纹管结构纤薄,刚性差,很容易扭结。而且由于没有轴承来吸收扭力,它们也很容易断裂。与传统波纹管不同,Clean SCARA供能解决方案可以自支撑并配有独特的旋转轴承。因此,它非常适合短架空行程和高动态应用。椭圆的外形进一步增加了系统的强度www.cechina.cn,尤其有利于提高拖管的侧向稳定性。
  第二个优势是,拉链式设计使得它非常容易打开和关闭,因此可以快速填充管线。另外,该系统还可以选配内部分隔元件,为系统增加额外防护www.cechina.cn,这也是传统波纹管所没有的。根据客户要求,igus还可以提供预装配chainflex高柔性电缆的即用型完整供能套件。超过900种IPA无尘室1级的高柔性电缆可选。
标签:机器人,
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