Spis treści
Roboty typu delta, często określane również jako manipulatory równoległe, charakteryzują się nietypową, w porównaniu do robotów przemysłowych z ramionami przegubowymi, budowę. Jednak dzięki takiej konstrukcji utrzymują stałą orientację efektora końcowego, który może poruszać się z dość dużą prędkością w ograniczonej przestrzeni trójwymiarowej. Roboty delta cieszą się stosunkowo dużą popularnością w tych obszarach, w których wykonywane są powtarzalne ruchy na niewielkiej przestrzeni i z niedużym obciążeniem, które wymagają do tego precyzyjnego pozycjonowania. Najszybsze roboty delta są w stanie wykonać nawet kilkaset (200–300) powtórzeń danego cyklu na minutę.
Jak poruszają się roboty typu delta?
Cechą szczególną robotów delta jest, wspomniana już wcześniej, kinematyka równoległa, co je najbardziej odróżnia od tradycyjnych robotów przegubowych o kinematyce szeregowej. W takim rozwiązaniu kilka osi i silników współpracuje jednocześnie, tworząc dość sztywną konstrukcję o ograniczonych drganiach podczas ruchu.
Roboty delta poruszają się głównie w płaszczyźnie XY (rzadziej tylko np. w płaszczyźnie X) i w dużo mniejszym zakresie również wzdłuż osi Z. Skutkuje to bardzo wysoką dokładnością pozycjonowania, która sięga nawet ±0,05 mm. Takie cechy sprawiają, że roboty typu delta idealnie nadają się do precyzyjnej obróbki delikatnych elementów, a także do szybkiego sortowania i pakowania drobnych przedmiotów.
Budowa robotów typu delta
Konstrukcja robotów delta opiera się na (najczęściej) trzech lekkich ramionach ułożonych w kształt trójkąta (stąd nazwa „delta”), które zamontowane są do podstawy i łączą się z ruchomą platformą roboczą. Standardowo roboty typu delta są montowane do sufitu (od dołu do poziomej płaszczyzny), co pozwala na ich wykorzystanie do obsługi różnych procesów na liniach produkcyjnych, montażowych czy pakujących. Silniki napędowe zamontowane są bezpośrednio w podstawie, co przekłada się na mniejszą masę elementów ruchomych, a w efekcie również na większą dynamikę i precyzję działania takiego robota. Roboty typu delta mogą osiągać przyspieszenie rzędu powyżej 200 m/s², co pozwala im na wykonywanie setek operacji chwytania i przenoszenia w ciągu minuty.
Przeczytaj również: Internet rzeczy w przemyśle czyli IIoT (Industry Internet of Things)
Obecnie roboty delta często wyposażone są w dodatkowe osie obrotowe na efektorze końcowym. Dzięki temu mają zwiększony zakres ruchów, nawet do sześciu stopni swobody. Pozwala to wykorzystać je do bardziej złożonych zadań montażowych lub manipulacyjnych, zachowując przy tym wszystkie zalety charakterystyczne dla robotów delta. Roboty delta często integruje się z systemami wizyjnymi, co pozwala im wykrywać i śledzić przemieszczające się na taśmach produkcyjnych przedmioty, prawidłowo je orientować i przemieszczać.
Polecany artykuł:
Zalety i wady robotów delta
Roboty typu delta wyróżniają się przede wszystkim dużą szybkością i dynamiką ruchów dzięki niskiej masie elementów ruchomych. Dodatkowo roboty te charakteryzują się wysoką powtarzalnością zarówno w pozycjonowaniu punktów, jak i kątów ustawienia, co jest kluczowe przy precyzyjnych zadaniach typu „pobierz i odłóż” („pick-and-place) realizowanych na liniach produkcyjnych z wieloma przenośnikami taśmowymi.
Kolejnymi atutami robotów delta są ich kompaktowe rozmiary i niewielka masa. Cechy te sprawiają, że można je szybko przenosić między stanowiskami. Dodatkowo charakteryzują się one prostą, automatyczną kalibracją, która jest niezbędna po zmianie lokalizacji robota.
Istotnym atutem robotów typu delta jest również łatwość ich integracji z liniami produkcyjnymi, szczególnie dzięki możliwości połączenia z oprogramowaniem do rozpoznawania obiektów, śledzenia przenośników i koordynacji z urządzeniami taśmowymi.
Przeczytaj również: Systemy rozpoznawania twarzy – nowoczesne rozwiązanie w kontroli dostępu
Dzięki otwartej konstrukcji stosunkowo proste jest również serwisowanie robotów delta. W efekcie, przynajmniej w teorii, większa jest ich niezawodność. Na niskie koszty eksploatacyjne wpływa także nieduże zużycie energii i niewielki wymagany nakład prac konserwacyjnych. Niskie jest także ryzyko przegrzania czy nadmiernego zużycia elementów konstrukcyjnych tych robotów.
Mimo wielu zalet roboty typu delta mają też swoje ograniczenia. Ich zasięg roboczy jest stosunkowo niewielki w porównaniu do innych typów robotów, co wynika z konstrukcji ramion i ich układu przestrzennego. Również udźwig takich robotów jest ograniczony. Typowe wartości sięgają maksymalnie kilku kilogramów, choć dostępne są również w ofercie rynkowej roboty delta o udźwigu kilkudziesięciu kilogramów. Te ograniczenia sprawiają, że roboty delta sprawdzają się tylko w ograniczonych zadaniach, związanych z obsługą niewielkich detali. W przypadku konieczności manipulowania cięższymi elementami konieczne może być już skorzystanie z innych rodzajów robotów.
Przegląd typowych zastosowań robotów delta
Najważniejsze cechy robotów typu delta sprawiają, że są one stosowane w różnych zadaniach z obszaru automatyki przemysłowej. Jednym z ich najważniejszych obszarów wykorzystania są operacje typu „pick-and-place, które wymagają błyskawicznego przenoszenia przedmiotów z jednego miejsca na drugie z minimalnym opóźnieniem. Dzięki temu roboty te są bardzo efektywne w procesach sortowania, pakowania, montażu i manipulacji drobnymi produktami. Wykorzystując zaawansowane systemy wizyjne, roboty te potrafią identyfikować pozycję i orientację elementów na taśmach przenośnikowych, co pozwala na dokładne chwytanie i umieszczanie ich we wskazanych miejscach montażowych.
W przemyśle elektronicznym roboty delta są powszechnie używane do precyzyjnego montażu drobnych komponentów na płytkach drukowanych. W sektorze farmaceutycznym i medycznym roboty delta sprawdzają się przy pakowaniu delikatnych produktów, takich jak ampułki, strzykawki czy blistery, działając w sterylnych warunkach i zapewniając delikatny chwyt bez ryzyka zanieczyszczeń.
Przeczytaj również: Projektowanie infrastruktury przemysłowej pod elastyczny system produkcji – wymagania techniczne i praktyczne rozwiązania
Z kolei w branży spożywczej służą do sortowania i układania produktów, takich jak ciastka, praliny czy owoce w tackach, spełniając jednocześnie rygorystyczne normy higieniczne, np. IP69K. Natomiast w branży e-commerce mogą być wykorzystywane do szybkiego sortowania lekkich paczek i przesyłek w centrach dystrybucyjnych, gdzie linie produkcyjne osiągają takt nawet powyżej 100 cykli na minutę.
Roboty typu delta często pracują równolegle przy liniach z dwoma lub więcej przenośnikami taśmowymi, dzięki czemu mogą zwiększać efektywność montażu i innych czynności manipulacyjnych. Centralne systemy sterowania i zaawansowane technologie widzenia maszynowego koordynują pracę wielu robotów typu delta, zapewniając precyzję i szybkość nawet w dużo bardziej złożonych procesach.
Podsumowanie
Wprawdzie roboty typu delta nie są tak powszechne, jak np. duże ramiona robotyczne czy coboty, jednak również one pełnią ważną rolę w procesie robotyzacji przemysłu. Ich cechy konstrukcyjne i typowe zalety sprawiają, że w określonych zastosowaniach są niezastąpione i mogą znacząco zwiększyć wydajność różnorodnych procesów.
