O acoplamento do eixo do robô pode atrapalhar sua produção

Cerca de 10% a 20% dos robôs têm esse recurso pouco conhecido. Isso pode atrapalhar sua programação se você não estiver preparado.

Eu aprendi sobre um novo conceito de robótica outro dia... acoplamento de eixo de robô.

O CEO da RoboDK, Albert Nubiola, me disse:“O acoplamento de eixo do robô é importante para a programação de robôs, mas muitos usuários não estão cientes disso e muitas vezes ficam confusos.”

Ele estava certo! Há muito pouco escrito sobre acoplamento de eixo. Além do mais, apesar de eu ser um especialista em robótica há quase uma década, nunca fui informado desse recurso um pouco incomum.

Se você nunca ouviu falar do acoplamento do eixo do robô, não se preocupe. Você não está sozinho.

O acoplamento do eixo não é um recurso ruim. Na verdade, tem alguns benefícios. Mas, isso pode afetar sua programação se você não estiver preparado para isso. Albert estima que entre 10-20% dos robôs industriais são afetados pelo acoplamento de eixos.

O que é acoplamento de eixo?

Acoplamento de eixo é quando duas ou mais articulações do robô estão ligadas entre si. Eles podem ser vinculados fisicamente, com uma ligação paralela, ou vinculados no software de controle.

Aqui está uma descrição do acoplamento de eixos na prática…

Sem acoplamento de eixo:a maioria dos 6 robôs DoF

Primeiro, vamos olhar para o clássico robô industrial de 6 graus de liberdade (DoF), por exemplo, o Comau Smart NJ 16-3.1

Para a maioria dos robôs modernos de 6 DoF, o seguinte é verdadeiro:

• Cada articulação é fisicamente independente.
• Cada articulação pode ser controlada independentemente sem afetar outras articulações.
• O motor de cada junta está localizado na própria junta.

Para a maioria dos robôs de 6 DoF, não há acoplamento de eixo. Isso torna o controle muito simples - se você mover uma articulação (por exemplo, Artic 3) por uma quantidade, apenas essa articulação se moverá.

Acoplamento de eixos:alguns robôs

Vejamos um robô que possui acoplamento de eixo:o Comau Smart5 NJ-165-3.0

A Comau produz diversos robôs que possuem acoplamento de eixo. Este é um dos modelos de robô de 6 DoF com acoplamento de eixo. Todos os robôs de paletização da Comau também possuem esse recurso.

O seguinte é verdade para este robô:

• Os motores das juntas 2 e 3 estão localizados na base do robô.
• A junta 3 é movida por um mecanismo de ligação paralela que liga fisicamente as duas juntas.
• Quando a Junta 2 é movida, a Junta 3 também se move e vice-versa.

Isso afeta um pouco o controle e a programação desses robôs. Normalmente, você programa um robô de 6 DoF enviando 6 valores, cada um correspondendo à posição desejada das 6 juntas. Com o acoplamento de eixos, isso se torna mais difícil porque duas das articulações do robô são dependentes.

O grande benefício do acoplamento de eixos:alta carga útil

Se o acoplamento de eixos é tão problemático, por que usá-lo?

Há um grande benefício de usar robôs acoplados a eixos em relação aos robôs tradicionais de 6 DoF em algumas situações:Alta carga útil.

Vamos pegar o Comau NJ-165 (acoplado ao eixo) e o NJ-16 (tradicional 6 DoF) como exemplos:

	Inteligente NJ-1-3.1	Smart 5 NJ-165-3.0
Tipo	Tradicional 6 DoF	Eixo Acoplado 6 DoF
Alcance	3,11 m	3,00 m
Repetibilidade	0,1 mm	0,1 mm
Carga útil	16 kg	165 kg
Peso	680 kg	1240 kg

Como você pode ver, esses dois robôs são muito semelhantes em alcance e repetibilidade. No entanto, quando se trata de carga útil, eles são muito diferentes.

O robô com acoplamento de eixo tem mais de 10x a capacidade de carga útil do robô tradicional de 6 DoF!

Isso faz muitosentido. Grande parte da capacidade de carga útil de um robô vem dos motores nas juntas 2 e 3. Normalmente, o motor na junta 2 também tem que suportar o peso pesado do poderoso motor da junta 3. Ao adicionar este motor à base do robô, permite que a Comau torne a estrutura maior e mais forte sem a necessidade de um motor excessivamente potente na Junta 2.

Que tipo de robô usa acoplamento de eixo?

Existem três tipos principais de robôs que usam acoplamento de eixo:

• Robôs de paletização — Muitos robôs de paletização têm acoplamento de eixo porque permite que eles tenham uma carga útil maior.
• Robôs de alta carga útil 6 DoF — Os robôs de carga útil mais alta da Comau, Fanuc e ABB possuem acoplamento de eixo para ajudá-los a levantar cargas úteis mais altas. Alguns (por exemplo, o KUKA IRB 8700-800/3.50 com carga útil de 800 kg) têm até um contrapeso acoplado à articulação paralela para contrabalançar cargas úteis pesadas.
• Robôs finos — Alguns robôs finos usam acoplamento de eixo para explicar sua estrutura fina.

Como saber se seu robô tem acoplamento de eixo

Descobrir se o seu robô usa acoplamento de eixo nem sempre é fácil... a menos que você esteja usando o RoboDK.

Até onde sabemos, o RoboDK é o único software independente de marca que pode explicar com precisão o acoplamento de eixos.

Você pode ver se o seu robô tem acoplamento de eixos no RoboDK de 2 maneiras:

1. Mova a junta 2 ou 3 no painel do robô e veja se a outra junta se move.
2. Clique duas vezes em um valor de limite de junta de Junta 2 ou 3 para abrir a janela de mapeamento de acoplamento de eixo (interação do Eixo 2 x Eixo 3).

Em alguns robôs, é fácil dizer que um robô tem acoplamento de eixo porque você pode ver a ligação paralela indo da base do robô até a junta 3. Além disso, não há motor conectado na junta 3, também está na junta base.

Alguns robôs também possuem acoplamento de caixa de engrenagens entre as juntas 5 e 6.

Algumas indicações específicas de marcas de robôs

De nossas experiências usando robôs, aqui estão algumas dicas sobre 3 marcas de robôs:

• A FANUC usa acoplamento de eixos em todos os modelos, mesmo naqueles sem ligação física onde o acoplamento é aplicado em software.
• A ABB também fornece mapeamento detalhado em alguns robôs com acoplamento de eixo.
• A Comau fornece um mapeamento detalhado de seu acoplamento de eixo em todas as fichas técnicas do robô. Por exemplo, veja os limites do mapa de juntas (eixos 2 e 3) para várias posições do robô nesta folha de dados. Alguns de seus robôs também têm uma “zona morta” onde uma junta fica restrita devido ao acoplamento do eixo. O espaço de trabalho descrito permite modelar e exibir com precisão as interações como um gráfico Joint 2 vs. Joint 3.

Então, abra seu modelo de robô no RoboDK e experimente para descobrir se ele tem acoplamento de eixo.

Se sim, saiba que o RoboDK cuidará de tudo para você e o acoplamento de eixos não atrapalhará sua programação!