Was ist ein Pick & Place System?
Der Begriff Pick & Place bezieht sich auf Geräte und Systeme, die eine Reihe von Vorgängen durchführen, wie z. B. das Aufnehmen eines Objekts in einer bestimmten Position, das Transportieren des Objekts zu einer vorbestimmten Position, das Entladen des Objekts dort und das Einsetzen des Objekts.
Man kann sagen, dass Pick & Place System ist eine Hauptstütze der Fertigungsstraße in Fabriken, unabhängig von der Art des Produkts. Pick & Place Systeme können sowohl große Objekte, die nicht mit menschlicher Kraft transportiert werden können, als auch kleine Objekte, die eine präzise Bewegung und Installation im Mikrobereich erfordern, handhaben und wurden in den letzten Jahren in vielen Forschungsbereichen eingesetzt.
Anwendungen für Pick & Place Systeme
Pick & Place Systeme werden bei der Herstellung vieler Produkte eingesetzt, z. B. bei Automobil- und Maschinenteilen, elektronischen Bauteilen, elektronischen Geräten und Haushaltsgeräten, Lebensmitteln, Arzneimitteln und Kosmetika, Papier, Folien, Walzdraht, Baumaterialien, Inspektion und Prüfung. Obwohl die Systeme vor allem in Fertigungsstraßen eingesetzt werden, sind sie auch in der Forschung nützlich, um mikroskopisch kleine Objekte genau zu bewegen, zu installieren und zu implantieren.
Das System kann auch herkömmliche Probleme wie die zeitaufwändige Montage aufgrund der großen Anzahl von Teilen, die Notwendigkeit zeitaufwändiger Einstellungen und die Komplexität zu vieler Arbeitsvorgänge verbessern.
Funktionsweise von Pick & Place Systemen
Die Implementierung besteht aus einem Roboterteil, der die Operation durchführt, einem Armteil, der die Operation durchführt, und einem Kamerateil, der das Zielobjekt erkennt. Zunächst erkennt die Kamera die Position des Zielobjekts. Auf der Grundlage der erkannten Bildverarbeitungsergebnisse bewegt sich der Roboter zur Position des Zielobjekts und die Hand nimmt das Zielobjekt auf.
Anschließend fährt der Roboter zu der Position, an der das Objekt platziert werden soll (Platzierungsbereich) und öffnet schließlich die Hand, um das Objekt zu platzieren. Es gibt verschiedene Arten der Entnahme, einschließlich Saugen, Aufhängen und Greifen mit dem Arm. Grundsätzlich wird von Pick & Place Systemen eine höhere Präzision in Bezug auf Geschwindigkeit und Genauigkeit verlangt, da dies ein Schlüsselfaktor für die Produktivität ist.
Je nach Art der Arbeit sind auch Flexibilität, Sensibilität und Kraft erforderlich. Auch die Größe der Maschine selbst ist so ausgelegt, dass sie in der Produktionslinie nicht stört und leichter bedient werden kann.
Arten von Pick & Place Systemen
Es gibt verschiedene Arten von Pick & Place Systemen, aber die folgenden sind typische Beispiele.
1. Kurvensystem
Das Kurvensystem verwendet eine Kurvenscheibe, um die Drehung der Eingangswelle in eine Hin- und Her- und Auf- und Abbewegung umzuwandeln. Der Arm ist mit einer linearen Gleitführung für die Vorwärts-/Rückwärtsbewegung und einer linearen Gleitführung für die Aufwärts-/Abwärtsbewegung verbunden und kann sich durch Drehung der mit der Eingangswelle verbundenen Kurvenscheibe vorwärts/rückwärts und aufwärts/abwärts bewegen.
2. Rollengetriebenes Nockensystem
Das rollengetriebene Nockensystem besteht aus zwei Sätzen von Rollengetriebenocken: Zwei Rollengetriebenocken sind an einer Drehwelle befestigt. Ein Satz wandelt die Drehbewegung in eine Vorwärts-/Rückwärtsbewegung und der andere in eine vertikale Bewegung um. Durch die Drehung der Eingangswelle kann sich der Arm nacheinander aufwärts, abwärts und aufwärts bewegen.
Diese Mechanismen erhöhen die Geschwindigkeit von Pick & Place Systemen, indem sie die Drehung der Eingangswelle beschleunigen. Die Wiederholgenauigkeit der Position ist aufgrund der kurvengesteuerten Positionierung gut, aber Hübe und andere Einstellungen sind nicht möglich.
Die Geschwindigkeiten liegen im Allgemeinen zwischen 0,2 und 0,5 s pro Zyklus bei Hüben von 100 mm oder weniger und einer Positionswiederholgenauigkeit von etwa 0,02 mm.
Weitere Informationen zu Pick & Place Systemen
1. Pick & Place Roboter
In einigen Pick & Place Systemen werden Knickarmroboter eingesetzt. Vertikale Knickarmroboter sind nicht schnell, aber sie können in einer Vielzahl von Aufnahme- und Ablagepositionen eingesetzt werden. Große Typen können schwere Lasten über einen großen Bereich bewegen.
SCARA-Roboter werden in Anlagen wie z. B. Automaten eingesetzt, bei denen das Aufnehmen und Abgeben in einer festen Position erfolgt und Geschwindigkeit erforderlich ist. SCARA-Roboter können sich horizontal mit hohen Geschwindigkeiten bewegen, sodass Pick & Place Systeme etwa 0,4 s pro Zyklus ausgeführt werden können, was fast so schnell ist wie ein Kurvensystem. Einige von ihnen haben eine Positionswiederholgenauigkeit von weniger als 0,01 mm, was einen schnellen und hochpräzisen Transfer ermöglicht.
Pick & Place Systeme mit einem Knickarmroboter unterscheiden sich vom Kurvensystem dadurch, dass die Aufnahme- und Abgabepositionen und die Bewegungsbahnen frei verändert werden können, sodass Knickarmroboter in Anlagen eingesetzt werden, in denen sich die Objekte und Bewegungsbahnen ändern.
2. Steuerungsverfahren
Bei Pick & Place Robotern mit Knickarmrobotern wird zur Steuerung der präzisen Bewegungen des Roboters eine NC-Steuerung verwendet, die die Bewegung, Drehung und Hilfsbewegungen jeder Achse steuert.
Der G-Code beschreibt die Bedingungen und die Abfolge von Bearbeitungen und Bewegungen wie die Positionierung, während der M-Code als Ergänzung zum G-Code dient.
3. Vorteile von Pick & Place Systemen
Pick & Place Systeme erfordern eine sofortige Entscheidungsfindung. Sie erfordert eine sofortige Beurteilung von Form und Farbe der auf das Förderband fließenden Produkte, eine Aufgabe, die traditionell von Hand ausgeführt wird.
Mit der Entwicklung von Bildverarbeitungssensoren und anderen Technologien sowie der Entwicklung von Pick & Place Robotern können heute Genauigkeit und gleichbleibende Geschwindigkeit erreicht werden. Die Pick & Place Roboter leiden nicht unter dem Geschwindigkeitsverlust, der durch Fehleinschätzungen aufgrund von Konzentrationsschwächen entsteht.
Auch die körperliche und geistige Belastung, die durch die Arbeit im mittleren Rückenbereich verursacht wird, kann beseitigt werden.