Profile aluminiowe w automatyce i robotyce - przykłady zastosowań

Automatyka i robotyka to obszary, w których liczy się nie tylko precyzja działania maszyn, ale też elastyczność konstrukcji wsporczych i obudów. Linie produkcyjne są dziś projektowane modułowo, roboty często zmieniają stanowiska pracy, a strefy bezpieczeństwa muszą dać się szybko przearanżować wraz z aktualizacją procesu. Z tego powodu konstruktorzy coraz chętniej odchodzą od spawanych ram stalowych na rzecz systemów modułowych opartych na profilach aluminiowych konstrukcyjnych. Lekkość, łatwość modyfikacji i szeroka gama akcesoriów pozwalają zbudować dokładnie takie rozwiązanie, jakiego wymaga aplikacja.

Dlaczego profile aluminiowe w automatyce

Pierwszy powód to szybkość montażu. Konstrukcja z profili aluminiowych skręca się za pomocą standardowych łączników, bez spawania, malowania i czekania na schnięcie powłok. To skraca czas wdrożenia stanowiska zrobotyzowanego z tygodni do dni, a modyfikacje układu linii stają się zadaniem dla jednej ekipy montażowej, a nie dla warsztatu spawalniczego.

Drugi powód to możliwość integracji z resztą systemu. Rowki technologiczne w profilach LB i profilach LI pozwalają zamocować w dowolnym miejscu czujnik, siłownik, prowadnicę, kabel sygnałowy, kameraserwisową czy panel operatorski - bez wiercenia dodatkowych otworów i bez ingerencji w nośność ramy.

Trzeci powód to korozyjna i estetyczna trwałość. Anodowane aluminium nie wymaga malowania, nie rdzewieje i wygląda estetycznie przez lata eksploatacji, nawet w wilgotnych lub zapylonych środowiskach produkcyjnych.

Ramy robotów i stanowiska zrobotyzowane

Stacjonarne ramię robota (SCARA, 6-osiowy, cobot) wymaga stabilnej podstawy, która przeniesie siły reakcji ramienia podczas pracy. Profile aluminiowe dobrze się tutaj sprawdzają, pod warunkiem dobrania odpowiedniego przekroju i zaprojektowania stelaża z zamkniętą geometrią (ramy z usztywnieniami w narożach, odpowiedni rozstaw podpór, wzmocnienia poprzeczne pod punktem mocowania robota).

W praktyce standardem są przekroje 40x40, 45x45, 40x80 lub większe - dobór zależy od masy robota, długości ramienia i dynamiki ruchów. Przykład projektowania takiej konstrukcji opisaliśmy szczegółowo w artykule o stelażu pod ramię robota z profili aluminiowych - z uwagą na typowe błędy i dobór akcesoriów.

Obudowy robotów mobilnych AGV i AMR

Roboty mobilne - AGV (sterowane trasą) i AMR (autonomiczne) - potrzebują lekkich, trwałych obudów chroniących układy wewnętrzne (baterie, sterowniki, czujniki) przed uszkodzeniami mechanicznymi, pyłem i okazjonalnymi kolizjami. Profile aluminiowe są tu naturalnym wyborem: niska masa własna nie obniża zasięgu baterii, a modułowość pozwala łatwo dołożyć uchwyty na dodatkowe czujniki czy ładowarki.

Konstrukcje AGV/AMR często łączą profile LB z panelami z blachy lub tworzywa, mocowanymi do rowków za pomocą akcesoriów - bloczków, listew mocujących i uchwytów. Przy serwisie i modernizacji takiej obudowy nie trzeba rozcinać konstrukcji - wystarczy odkręcić elementy i wymienić pojedyncze panele.

Wygrodzenia bezpieczeństwa i osłony maszyn

Bezpieczeństwo operatorów przy maszynach i stanowiskach zrobotyzowanych to jeden z fundamentów BHP w nowoczesnej produkcji. Wygrodzenia bezpieczeństwa z profili aluminiowych pozwalają zbudować strefy chronione o dowolnej geometrii, z bramkami dostępu, czujnikami krańcowymi, blokadami elektromagnetycznymi i wypełnieniami dostosowanymi do klasy ryzyka maszyny (poliwęglan, siatka stalowa, panele pełne).

Zalety takiego rozwiązania to łatwa rozbudowa (dołożenie nowego segmentu to kwestia godzin, nie dni), możliwość przeprojektowania układu linii bez wymiany całego wygrodzenia oraz czyste wykonanie bez punktów spawalniczych, które utrudniają utrzymanie higieny w strefach spożywczych i farmaceutycznych. Szerzej temat opisaliśmy w artykule o osłonach maszyn i wygrodzeniach bezpieczeństwa.

Elementy pomocnicze - prowadnice, czujniki, instalacje

Poza samymi ramami nośnymi profile aluminiowe pełnią w automatyce funkcję szyn montażowych dla całej infrastruktury pomocniczej. W rowkach prowadzi się kable sygnałowe i zasilające (zakrywając je profilami maskującymi), mocuje czujniki krańcowe i fotoelektryczne, montuje bariery optyczne, panele HMI i oświetlenie LED do strefy roboczej. Wszystko bez wiercenia i bez ingerencji w konstrukcję nośną - a każdy element można bez problemu przesunąć lub wymienić, gdy proces zostanie zmodyfikowany.

FAQ

Czy profile aluminiowe nadają się do konstrukcji wsporczych dla robotów?
Tak, przy prawidłowym doborze przekroju i projekcie ramy. Dla lekkich cobotów i robotów SCARA standardem są przekroje 40x40 i 45x45, dla cięższych aplikacji - 40x80, 80x80 lub większe. Kluczowy jest projekt (zamknięta geometria, usztywnienia w narożach, podparcie pod punktem mocowania robota), nie sam materiał.

Czym jest wygrodzenie bezpieczeństwa i do czego służy?
Wygrodzenie bezpieczeństwa to konstrukcja oddzielająca operatora od strefy zagrożenia maszyny lub robota. Projektuje się je w odniesieniu do norm bezpieczeństwa maszyn (m.in. EN ISO 14120, EN ISO 13857). Z profili aluminiowych buduje się ramę, do której montuje wypełnienia (poliwęglan, siatka), drzwi serwisowe i czujniki krańcowe.

Jakie profile wybrać na obudowę robota AGV lub AMR?
Do obudów robotów mobilnych najczęściej stosuje się przekroje 20x20, 30x30 lub 40x40 w wariancie lekkim (L) lub extra lekkim (EL), żeby nie dociążać konstrukcji. Panele poszycia mocuje się za pomocą bloczków i listew do rowków profili.

Jak zintegrować czujniki i okablowanie z konstrukcją z profili aluminiowych?
Czujniki mocuje się za pomocą wpustów rowkowych i uchwytów bezpośrednio do rowka - bez wiercenia. Kable prowadzi się wewnątrz rowka i zakrywa profilami maskującymi. Pozycję czujników można korygować bez przeróbek ramy.

Czy konstrukcje z profili aluminiowych można stosować w strefach wymagających higieny?
Tak - anodowane aluminium nie koroduje, łatwo je czyścić i dezynfekować. Konstrukcje nie mają spawów ani powłok malarskich, które mogłyby się łuszczyć i stanowić źródło zanieczyszczeń. Przy budowie obudów i wygrodzeń w strefach spożywczych i farmaceutycznych standardem jest też zaślepianie wszystkich końców profili, co eliminuje otwarte komory, w których mógłby się gromadzić pył lub wilgoć. W strefach specjalnych (ATEX, pomieszczenia czyste) dobór konkretnego rozwiązania wymaga potwierdzenia zgodności z obowiązującymi przepisami i certyfikacji konkretnych komponentów.

Jeśli planujesz konstrukcję pod automatykę

W sklepie Leanflex znajdziesz profile serii LB i LI w pełnej gamie przekrojów, odpowiednich do konstrukcji wsporczych pod roboty, obudów AGV/AMR i wygrodzeń bezpieczeństwa. Do każdego projektu dobierzesz pasujące akcesoria - łączniki, wpusty, śruby młoteczkowe, zawiasy, zamki, uchwyty na czujniki. Wszystko w jednym systemie, z gwarancją kompatybilności w ramach wybranej serii. Przy planowaniu stanowiska zrobotyzowanego warto od razu przewidzieć miejsce na przyszłe modyfikacje - rozbudowę o kolejne osie, zmianę pozycji czujników, dodanie monitorów operatorskich. Modułowość systemu daje tę elastyczność praktycznie bez dodatkowych kosztów. Pełna oferta akcesoriów do serii LB oraz akcesoriów serii LI dostępna jest online.