Escolhendo o Número Certo de Eixos para Seu Posicionador Robótico

Você decidiu que precisa de um posicionador robótico… mas quantos eixos você precisa?

Existem tantos modelos de posicionadores com tantos estilos diferentes. Alguns têm 1 eixo simples, mas outros têm muitos!

O que é ainda mais confuso é a gama de configurações que os posicionadores podem ter. Eixos podem ser montados verticalmente, horizontalmente e em qualquer ângulo entre eles.

Escolher um posicionador com muitos ou poucos eixos pode significar orçamento desperdiçado; Mas quantos é demais!?

Se você está considerando um posicionador robótico, até agora você provavelmente já olhou vários modelos diferentes. Provavelmente viu mesas giratórias de eixo único, posicionadores de eixo duplo e rodas-gigantes multi-eixos. Provavelmente explorou diferentes marcas, estilos e faixas de preço.

Até agora, se você for honesto, provavelmente está começando a ficar um pouco cansado de posicionadores.

O problema com posicionadores é que não é apenas um caso simples de dizer "vou comprar este" e deixar por isso mesmo. O posicionador que você escolher afetará o quão fácil é integrar e programar sua célula robótica. Você não quer escolher o errado e se dar mais trabalho do que o necessário para implantar e programar o robô.

Por exemplo, se você pegasse um posicionador de 5 eixos com um robô de 6 eixos, isso são 11 eixos que você precisa controlar! Se for necessário ter tantos eixos, tudo bem. Mas, se não for necessário, você pode se arrepender da compra.

Por Que "Quantos Eixos?" É uma Pergunta Confusa

Perguntar quantos eixos seu mecanismo precisa é uma pergunta muito natural. No entanto, é uma pergunta difícil de responder satisfatoriamente.

Quando falamos apenas de robôs industriais, uma resposta comum é dizer que robôs de 6 eixos são necessários. Isso nem sempre é verdade, mas é verdade na maioria das vezes. A razão é que 6 eixos são necessários para alcançar pontos no espaço de trabalho do robô de qualquer posição e orientação.

Como explicamos no nosso Guia de Ângulos de Euler, a posição do efetor final de um robô é controlada com 6 parâmetros: 3 parâmetros de translação (X, Y e Z) e 3 parâmetros de rotação (Rot[X], Rot[Y] e Rot[Z]).

Se seu robô tem menos de 6 eixos, você estará restringindo a flexibilidade do robô. Isso faz sentido para alguns robôs — ex: robôs de paletização que só precisam abordar objetos de cima. No entanto, em geral, robôs industriais de 6 eixos são os mais úteis para uma ampla gama de tarefas.

Além dos 6 eixos, no entanto, seu mecanismo se torna "redundante".

Por exemplo, robôs de 7 eixos podem alcançar os mesmos pontos em seu espaço de trabalho que um robô de 6 GDL. No entanto, o controle de um mecanismo redundante se torna mais complicado. Como resultado, você não quer adicionar GDL extras se não forem necessários.

Adicionar um posicionador significa adicionar mais GDL ao robô. Isso pode ou não levar a um sistema redundante.

Se você precisa de GDL extras depende das necessidades específicas da sua tarefa.

7 Passos para Identificar o Número de Eixos Necessários para Sua Aplicação

A maneira de focar em quantos eixos você precisa é olhar mais de perto os requisitos da sua aplicação.

Aqui está um processo que você pode usar para identificar alguns posicionadores potenciais que poderiam funcionar para você. Ele permite que você zoom em alguns modelos potenciais e os avalie adequadamente. Se nenhuma dessas opções for adequada, você pode então dar zoom out novamente e usar as informações que aprendeu para escolher um posicionador melhor.

1. Olhe os requisitos da sua tarefa, focando particularmente no espaço de trabalho necessário. Uma boa maneira de fazer isso é construir sua aplicação dentro de um simulador de robôs.
2. Anote quais aspectos da tarefa não são possíveis usando apenas o robô. Quais partes do espaço de trabalho são inalcançáveis? Quais movimentos são impossíveis?
3. Com esta informação, faça uma suposição fundamentada sobre um ou dois tipos de posicionador que podem atender às suas necessidades. Lembre-se de levar em conta a capacidade de carga necessária para segurar suas peças.
4. Encontre alguns posicionadores no mercado que poderiam atender aos seus critérios e teste-os na sua simulação. Para cada posicionador que testar, certifique-se de salvar sua configuração como um novo projeto, pois você voltará a um dos projetos depois.
5. Se um dos modelos funcionar perfeitamente, ótimo! Mesmo assim, teste algumas opções para ver quais propriedades são realmente necessárias. Lembre-se que você não quer acabar com mais GDL do que precisa.
6. Se nenhum dos modelos funcionar para sua aplicação, use as informações que reuniu para refinar seus requisitos.
7. Volte ao mercado e procure um ou dois modelos que atendam a esses novos requisitos. Teste novamente na simulação antes de fazer sua escolha.

Usar um processo como este remove parte da adivinhação da identificação do número certo de eixos. Com cada teste na sua simulação, você aprende um pouco mais sobre o que realmente precisa de um posicionador para completar sua tarefa.

Faça uma Escolha e Trabalhe Com Ela

Uma vez que você identificou um modelo que funciona para sua tarefa, pode avançar e desenvolver a aplicação mais profundamente no simulador.

Abra seu projeto salvo com o posicionador escolhido e refine-o na aplicação completa. Isso permitirá testar todos os aspectos da tarefa e preparar a aplicação para fácil integração.

Uma vez que você comprou seu posicionador, não precisa se preocupar se mais eixos poderiam ter beneficiado a tarefa. Robôs são muito flexíveis e geralmente existem múltiplas maneiras de alcançar as mesmas ações com um único robô.

Se você encontrar problemas durante a implantação do robô, quase certamente conseguirá encontrar uma solução usando o equipamento que tem. Este é o valor de fazer escolhas de compra usando um simulador como banco de testes.

Que tipo de posicionadores você tem considerado? Conte-nos nos comentários abaixo ou participe da discussão no LinkedIn, Twitter, Facebook, Instagram ou no Fórum RoboDK.