Самый маленький в мире робот

Наряду с крупными автоматизированными машинами на выставке демонстрировалась и миниатюрная роботизированная техника.

Швейцарский исследовательский центр по микротехнике CSEM разработал самого маленького в мире дельта-робота. Это изобретение может стать поворотным пунктом в технологии высокоскоростного прецизионного монтажа часов, электронных приборов и других миниатюрных устройств.

Сверхкомпактный мини-робот (pocket-robot) сконструирован на основе параллельной кинематики.

Предпосылкой для высоких скоростей и точности работы механизма стало создание параллельных механических конструкций, движущиеся детали которых выполнены из легких материалов, но в то же время обладают высокой жесткостью при изгибе.

Наибольшую трудность при проектировании мини-робота представляли относительно тяжелые электродвигатели. Поскольку уменьшение размеров и веса электродвигателей связано с большими затратами, конструкторы решили отказаться от их миниатюризации, а вывести двигатели из подвижных узлов, установив их на неподвижную раму робота.

Чтобы уменьшить зазоры и биения, негативно влияющие на динамику и точность работы, усилие на рычаги робота передается прямым приводом. Скорость и точность монтажных перемещений поддерживаются созданным специалистами CSEM компьютеризированным контроллером, система управления роботом базируется на специально разработанных компьютерных программах.

Управляющая система построена по блочному принципу и может быть приспособлена к особенностям конкретного применения робота на основе комбинации слагающих ее модулей.

Робот CSEM в состоянии монтировать детали со скоростью до 3 циклов в секунду и с точностью не ниже 2 мкм. Возникающие при работе ускорения достигают 10 g, предельный вес перемещаемых деталей — 30 г. Рocket-robot (карманный робот) обладает тремя степенями свободы.

Опционально он может быть оснащен и четвертой рабочей осью. При собственных размерах 120.120.120 мм рабочая зона его относительно велика: ХУ — 60 мм, Z — 30 мм.

Мини-робот открывает новые перспективы для миниатюризации сборочных линий. Несмотря на широкое распространение микроэлектронномеханических и микрооптических устройств сами сборочные машины для производства миниатюрной продукции продолжают оставаться тяжелыми и громоздкими. Например, на часовых заводах монтаж мелких деталей, сборка и смазка часов до сих пор выполняются большими машинами, требующими обширных производственных площадей. Теперь все может измениться благодаря созданию и внедрению мини-роботов.

Большинство комплексных сборочных процессов можно представить в виде последовательности простейших операций — «pick and place»-циклов. Разлагая сборочную технологию на составляющие операции, можно заменить существующие линии сочетанием специализированных «микробоксов».

Каждый микробокс величиной 1 дм³ представляет собой pocket-robot, дополненный системой перемещения изделия, подачей комплектующих, питающими устройствами и некоторыми специальными приспособлениями (например, для распределения клея).

Система микробоксов, объединенных между собой в определенной последовательности, образует миниатюрную сборочную линию с законченным производственным циклом.

Маркентинговые проработки центра CSEM показывают, что уже в ближайшем будущем станет возможной сборка часов, микроэлектродвигателей, электрических сопротивлений на миниатюрных линиях — фабриках, состоящих из нескольких мини-роботов.

В перспективе предполагается разработать карманный робот для производств с повышенными санитарными требованиями. Это будет прорыв в области медицинских технологий.

Автор: Альберт Полуновский
Источник: "Снабженец" №31 (530), август 2006 г