Kolmeteljeliste servorobotite käsivarte katsetamise ja testimise põhipunktide juhend

Enne ostmist kohustuslik lugemine: kolmeteljelise proovimise ja testimise põhipunktide juhend Servo roboti käsis

Tööstusautomaatika laineharjal kolmeteljelised servomootoriga robotkäed, Oma suure täpsuse ja stabiilsusega on neist saanud elektroonikatootmise, autoosade, toidupakendite ja muude valdkondade põhiseadmed. Kuna turul on aga nii palju tooteid, on ainuüksi andmelehtede põhjal raske kindlaks teha, kas seade sobib teie tootmisvajadustega. Ostueelne katsetamine ja testimine on investeerimisriskide maandamiseks ja tõhusa töö tagamiseks olulised sammud. Selles artiklis analüüsitakse kolmeteljeliste servorobotite käte katsetamise ja testimise põhipunkte neljast vaatenurgast: ettevalmistamine enne katsetamist, põhiline jõudlustestimine, ohutuse kontrollimine ja ühilduvuse hindamine, et aidata ostjatel täpselt valida seadmeid, mis vastavad nende ootustele.

I. Enne kohtuprotsessi: kolm peamist ettevalmistust tõhusamaks testimiseks

Proovitestimine ei seisne ainult seadmete hankimises ja sisselülitamises. Põhjalik ettevalmistus enne testimist aitab vältida kõrvalekaldeid testimise suunas ja suurendada tulemuste väärtust. Soovitame alustada järgmistest kolmest aspektist:

1. Selgitage testi eesmärke ja nende ühilduvust stsenaariumiga.

Esiteks määratlege selgelt testi eesmärgid, mis põhinevad teie tootmisvajadustel. Näiteks:
Kui seadet kasutatakse elektroonikakomponentide kokkupanekuks, keskenduge "korduvuse" ja "liikumise sujuvuse" testimisele;
Kui seda kasutatakse raskete esemete (nt üle 5 kg kaaluvate osade) käsitsemiseks, tuleks keskenduda "kandevõimele" ja "servomootori pöördemomendi stabiilsusele";
Kui see integreeritakse olemasolevasse tootmisliini, on vaja eelnevalt kinnitada ka "seadme suuruse", "kinnitusliidese" ja töökoja paigutuse ühilduvust.

Soovitatav on luua „Testinõuete loend“ ja selgelt määratleda iga testitava objekti „kvalifitseerimiskriteeriumid“ (nt korduvus peab olema ≤±0,02 mm), et vältida hiljem subjektiivse hinnangu tõttu kallutatud otsuseid.

2. Valmistage ette sobiv testimiskeskkond ja tööriistad

Kolmeteljelise servomootoriga robotkäe jõudlust mõjutab oluliselt keskkond, seega peaks katsekeskkond täpselt simuleerima tegelikke tootmisstsenaariume:

Ruuminõuded: Jätke seadme liikumiseks piisav "ohutusruumi" (vt seadme andmelehel olevaid telgede liikumisandmeid, nt 300 mm X-telje jaoks, 200 mm Y-telje jaoks ja 150 mm Z-telje jaoks ning arvestage täiendava 10–20% puhverruumiga).

Toite- ja õhuallikas: Veenduge, et toitepinge (nt AC 220V/380V) ja õhurõhk (nt 0,5–0,7 MPa) vastavad seadme nõuetele, et vältida pinge ebastabiilsusest tingitud servomootori talitlushäireid.

Katsevahendid: Valmistage ette ülitäpsed mõõteseadmed (nt mikromeeter, laserinterferomeeter), koormuse simuleerimise tööriistad (nt sobiva raskusega metallplokid) ja andmete logimise vorm (katseandmete ja kõrvalekallete registreerimiseks).

3. Selgitage tarnijaga testimise toe üksikasju.

Sujuva testimise tagamiseks edastage tarnijale eelnevalt järgmine teave:

Kas kohapeal pakutakse tehnilist juhendamist, et vältida seadmete kahjustusi ebaõige kasutamise tõttu;

Kas kohandatud programmide testimine (näiteks tootmises kasutatava "haara-liigu-paigu" tsükli simuleerimine) on lubatud;

Kui jõudlus testimise ajal nõuetele ei vasta, kas toetatakse parameetrite kohandamist või seadme prototüübi asendamist.

II. Põhijõudluse testimine: keskendumine viiele põhimõõdikule seadmete täpsuse ja stabiilsuse määramiseks

Kolmeteljelise servomootoriga robotkäe põhiväärtused peituvad „kõrges täpsuses“ ja „kõrges stabiilsuses“. Testimine keskendub järgmise viie mõõdiku kontrollimisele. Iga testi tuleks korrata 3–5 korda ja vea minimeerimiseks arvutada keskmine väärtus.

1. Korduvus: tööstuslike rakenduste "päästerõngas"

Korduvus viitab efektorpea (näiteks haaratsi) asendi hälbele pärast seda, kui seade on sama toimingut mitu korda sooritanud. See on oluline näitaja sellistes rakendustes nagu elektroonikamontaaž ja täppiskeevitus.
Testimismeetod:
Paigaldage robotkäe otsa indikaator ja joondage indikaatori sond fikseeritud võrdluspunktiga (näiteks tööpinnal oleva kinnitustihvtiga).
Kirjuta programm, mis paneb robotkäe liigutama skaalaindikaatori võrdluspunkti ja salvestama skaalaindikaatori näidu.
Korda seda tegevust viis korda ja arvuta maksimaalse ja minimaalse näidu vahe. See näitab korduvust.
Kvalifikatsioonikriteeriumid:
Üldised tööstusliku klassi kolmeteljelised servoroboti käed vajavad korduvust ≤±0,05 mm, samas kui täppisklassi seadmed vajavad korduvust ≤±0,02 mm (sõltuvalt teie tootmisvajadustest, näiteks mobiiltelefoni ekraani kokkupanek nõuab ≤±0,01 mm).
Märkus: Testimise ajal keelake veakompensatsiooni funktsioon (mõnedel seadmetel on kompensatsioon vaikimisi lubatud, mis võib tegelikku täpsust varjata). Veenduge, et tööpind oleks vibratsioonivaba (kasutage põrandal vibratsioonisummutuspatju).

2. Positsioneerimistäpsus: liikumistrajektoori täpsuse tagamine

Positsioneerimistäpsus viitab efektorpea tegeliku asukoha ja programmeeritud asukoha vahelisele kõrvalekaldele pärast seadme liikumise teostamist, mis mõjutab tootmisprotsessi järjepidevust. Katsemeetod:
Kasuta laserinterferomeetrit mõõtesüsteemi ehitamiseks ja paigalda robotkäe otsa reflektor.
Valige X-, Y- ja Z-telgede liikumisulatuses ühtlaselt 5–8 testpunkti (nt X-telje maksimaalse liikumisulatuseni valige punkt iga 50 mm järel).
Juhtige robotkätt igale seatud punktile, registreerige laserinterferomeetri näidatud tegelik asukoha hälve ja arvutage maksimaalne hälve kõigis punktides.

Kvalifikatsioonikriteeriumid: positsioneerimistäpsus peab olema ≤ kaks korda suurem kui korduvus (nt korduvus ±0,02 mm, positsioneerimistäpsus ≤ ±0,04 mm) ja hälve peab olema stabiilne (ilma järskude kõikumisteta).

3. Kandevõime: kontrollige seadme "koormuspiiri"

Kandevõime viitab maksimaalsele kaalule (sh haaratsi kaal), mida robotkäe ots suudab nimikiirusel kanda. Nimikoormuse ületamine võib põhjustada servomootori ülekuumenemist, liikumiskiiruse vähenemist või isegi seadme kahjustamist. Katsemeetod:

Paigaldage robotkäe otsa standardne koormuskinnitus (kaal suureneb järk-järgult 50%-lt 120%-le nimikoormusest. Näiteks kui nimikoormus on 5 kg, siis kasutage testkaalusid 2,5 kg, 5 kg ja 6 kg).

Programmeerige robotkäsi läbima "tõste + translatsiooni" tsükli nimikiirusel (vt seadme andmelehte, nt maksimaalne X-telje kiirus 500 mm/s) (testige iga koormuse jaoks 10 tsüklit).

Jälgige seadme tööolekut: kiiruse languse, ebanormaalse mootorimüra või häirete (nt ülekoormuse) suhtes.

Kvalifikatsioonikriteeriumid:

Nimikoormuse korral ei tohi seade tekitada ebanormaalset müra ega alarme ning liikumiskiirus peab vastama andmelehele. Nimikoormuse 110–120% juures on lubatud väike kiiruse langus (≤10%), kuid alarmid ega väljalülitused ei ole lubatud.

4. Kiirus ja kiirendus: mõjutavad tootmise efektiivsust

Kiirus ja kiirendus määravad otseselt roboti töö efektiivsuse. Testimine tuleks läbi viia vastavalt tootmistsükli nõuetele, et kontrollida, kas seade suudab saavutada oodatava efektiivsuse.
Testimismeetod:
Kasuta taimerit, et salvestada aeg, mis kulub robotil punktist A punkti B läbimiseks (teadaolev vahemaa, näiteks 200 mm X-telje liikumine) ja arvuta tegelik kiirus (kiirus = vahemaa / aeg).
Testi roboti liikumist erinevatel kiirendustel (nt suurendades kiirendust 0,5 m/s²-lt 1,5 m/s²-le), et jälgida, kas esineb "kokkutõmbumist" või "üleliikumist" (st tagurdamine pärast seatud asendi ületamist).

Kvalifikatsioonikriteeriumid:
Tegelik kiirus peab olema ≥ 90% andmelehel täpsustatud väärtusest (nt kui andmelehel on märgitud maksimaalne X-telje kiirus 600 mm/s, peab tegelik kiirus olema ≥ 540 mm/s). Kiirenduse reguleerimise ajal peab liikumine olema sujuv, ilma märgatava ületamiseta (ületamine peab olema ≤ ±0,1 mm).

5. Pidev töö stabiilsus: pikaajalise tootmisstsenaariumi simuleerimine

See Robot Mtööstuskeskkonnas pidevalt töötada 8–12 tundi. Stabiilsustestid aitavad tuvastada pikaajalise töötamisega seotud võimalikke probleeme (nt mootori ülekuumenemine, halvad juhtmestikuühendused). Testimismeetod:

Loo tsükliprogramm, mis simuleerib tegelikku tootmist (nt "haara - liiguta - aseta - naase alguspunkti", kus iga tsükkel kestab 10 sekundit).

Laske seadmel pidevalt 4 tundi töötada, salvestades iga 30 minuti järel olulisi andmeid: servomootori temperatuur (mõõdetuna infrapunatermomeetriga, tavaliselt ≤60 °C), töömüra (mõõdetuna müramõõturiga, tavaliselt ≤70 dB) ja kõik alarmid.

Pärast jooksu testige korduvust uuesti, et teha kindlaks, kas kuumuse teke on põhjustanud täpsuse langust.

Kvalifikatsioonikriteeriumid:

Pideva töö ajal ei esine alarme ega ebanormaalset müra, mootori temperatuur on stabiilne (temperatuuride vahe ≤10 °C); korduvuse hälve pärast töötamist on ≤15% esialgsest testiväärtusest.

III. Ohutuse ja ühilduvuse testimine: hilisemate kohanemisprobleemide vältimine

Lisaks põhilisele jõudlusele mõjutavad seadmete „maandumiskulusid” otseselt ka ohutus ja ühilduvus. Nende kahe testi eiramine võib kaasa tuua tootmisliini modifikatsioone, ohutusintsidente ja muid probleeme.

1. Ohutustestimine: tööohutuse kolm mõõdet

Kolmeteljelised servomootoriga robotkäed on automatiseeritud seadmed ja peavad vastama tööstusohutusstandarditele (näiteks ISO 13849). Peamised testimisfookused hõlmavad järgmist:

Avariiseiskamisfunktsioon: Pärast avariiseiskamisnupu vajutamist peab seade 0,5 sekundi jooksul peatuma, kusjuures kõik teljed on lukustatud (vaba libisemine puudub). Pärast taaskäivitamist peab see enne kasutamist naasma algasendisse.

Ohutusseadmed: Kui seade on varustatud turvavalguskardina/turvauksega ja mõni objekt blokeerib valguskardina või avab turvaukse, peab seade koheselt pausi tegema ja seda ei saa käsitsi taaskäivitada (enne töö alustamist tuleb seade lähtestada).

Ülekoormuskaitse: kui lõppkoormus ületab 150% nimiväärtusest, peab seade käivitama ülekoormushäire ja lülituma välja, et vältida mootori läbipõlemist (seda saab testida ülekoormatud seadme koormamisega).

2. Ühilduvuse testimine: integreerimise tagamine olemasolevatesse tootmisliinidesse

Kui ostetud robotkäsi tuleb kasutada koos olemasolevate seadmetega (nt konveierid, PLC juhtimissüsteemid või visuaalse kontrolli seadmed), on ühilduvuse testimine hädavajalik:

Sideliidese ühilduvus: testige, kas seadme sideliides (nt RS485, EtherCAT või Profinet) suudab olemasoleva PLC-ga korralikult suhelda ja kas on võimalik saavutada ühendus „PLC saadab käsu – robot teostab toimingu” (nt pärast seda, kui konveier toimetab töödeldava detaili määratud kohta, haarab robot selle automaatselt kinni);

Tarkvara ühilduvus: Paigaldage tarnija juhtimistarkvara ja testige, kas see töötab olemasolevatel arvutisüsteemidel (nt Windows 10/11), toetab kohandatud programmeerimist (nt redeldiagrammid, G-kood) ja on kasutajasõbralik (nt on visuaalse kasutajaliidese ja rikete diagnoosimise võimalustega);

Lõpp-efektori ühilduvus: testige, kas seadme äärikliides ühildub olemasolevate haaratsitega (nt pneumaatilised haaratsid, vaakumtopsid) ja toetab haaratsi signaali tagasisidet (nt juhtimissüsteemile edastatavad "haaramise edu/ebaõnnestumise" signaalid).

IV. Järeltestimine: Täitke kaks lõppülesannet, et luua alus ostuotsuste tegemiseks

Pärast testi tuleks andmed kiiresti korrastada ja kõikidest probleemidest teada anda, et vältida ostuotsuseid mõjutada võivaid puudusi.

1. Koostage seadmete toimivuse kvantifitseerimiseks katsearuanne

Korraldage kõik testiandmed tabelisse, määratledes selgelt "testitava objekti, standardväärtuse, tegeliku väärtuse ja vastavuse". Näiteks:

Testiobjekt
Standardväärtus
Tegelik väärtus
Vastavus
Korduvus (X-telg)
≤±0,02 mm
±0,015 mm
Täidetud
Nimikoormuse töökiirus
≥500 mm/s
480 mm/s
Ebaõnnestus
Hädapeatuse reageerimisaeg
≤0,5 sekundit
0,3 sekundit
Täidetud

Samuti registreerige kõik testi käigus ilmnenud kõrvalekalded (nt „X-telg teeb 6 kg koormuse all ebatavalist müra” või „Sideliides katkeb aeg-ajalt”) ja märkige ära tarnija lahendus (nt „Müra kadus pärast mootori parameetrite reguleerimist”).

2. Võrdle mitut tarnijat ja hinda põhjalikult kulutõhusust

Mitme tarnija seadmete testimisel kaaluge põhjalikku võrdlust, mis põhineb toimivuse vastavusel nõuetele, hinnal ja müügijärgsel teenindusel:

Toimivusnõuetele vastavus: eelistage seadmeid, mis vastavad kõigile põhispetsifikatsioonidele (nt korduvus ja stabiilsus), kusjuures väiksemad spetsifikatsioonid (nt müra) ületavad standardeid, kuid on kohandatavad.

Hind: Väldi pimesi madalaima hinna tagaajamist; arvuta ostuhind + käimasolevad hoolduskulud (näiteks servomootori garantii ja varuosad).

Müügijärgne teenindus: kontrollige, kas tarnija pakub paigaldus- ja kasutuselevõtuteenust, operaatori koolitust ja vähemalt üheaastast garantiid ning kas neil on kohalik müügijärgne teeninduskeskus (see võib lühendada tõrkeotsingu aega).

Kokkuvõte: Proovitestimine on nagu "ostukindlustus" ja üksikasjad määravad lõpliku väärtuse.

Ostukulu kolmeteljeline servoroboti käsi Tavaliselt jääb see kümnete tuhandete ja sadade tuhandete jüaanide vahele. Ostueelne proovitestimine ei ole "lisakulu", vaid "vajalik investeering" riski maandamiseks. Testimiseesmärkide selge määratlemise, põhijõudlusele keskendumise ning ohutuse ja ühilduvuse kontrollimise abil saavad ostjad täpsemalt kindlaks teha, kas seadmed vastavad tootmisvajadustele, vältides selliseid probleeme nagu "vale seadme ostmine" ja "raskused hilisemate muudatustega".

Kui teil tekib testimise ajal tehnilisi raskusi (näiteks laserinterferomeetri kasutamise või testprogrammi kirjutamisega), võtke julgelt ühendust tarnija tehnilise meeskonnaga või konsulteerige professionaalse automatiseerimisseadmete testimisagentuuriga. Pidage meeles: ainult seadmed, mis on välikatsete abil kontrollitud, saavad tööstustootmises tõeliselt kulusid vähendada ja tõhusust parandada.