O UR5 e o UR10 são dois modelos da Universal Robots, cujo objetivo é aumentar a flexibilidade dos robôs de braços articulados na produção industrial. O foco está em áreas de trabalho, em que os robôs convencionais são muito grandes, muito caros e muito barulhentos. Devido ao seu baixo peso, o UR5 e o UR10 podem ser usados onde forem necessários.
Grande parte da densidade de potência desses robôs articulados de seis eixos vem de motores KBM especialmente adaptados da Kollmorgen. A Universal Robots conseguiu incorporar os motores diretamente nos eixos de articulação sem a necessidade de carcaças adicionais.
A Universal Robots desenvolveu os modelos UR5 e UR10 especialmente para pequenas e médias empresas. As unidades de manuseio levantam uma carga útil de 5 e 10 quilos e pesam apenas 18 e 25 quilos, respectivamente. O baixo peso, sem subcomponentes complexos, permite a movimentação fácil das unidades.
Esses robôs multifuncionais de seis eixos também são flexíveis para operar, devido ao software fácil de usar. Prontos para executar novas tarefas rapidamente, sem necessidade de conhecimento especial de programação em robótica.
Projeto modular
A relação excepcional entre peso morto e capacidade de carga é alcançada pelo design sofisticado e leve que contém somente o absolutamente necessário.
Essa estratégia minimalista significa integrar os motores sem carcaça da Kollmorgen diretamente nos eixos de articulação. O próprio robô assume a função de carcaça do motor, enquanto a unidade de engrenagens serve simultaneamente como mancal primário do rotor.
Tratados como uma unidade completa, os componentes usados pela Universal Robots frequentemente assumem múltiplas funções. Isso reduz consideravelmente o número de componentes mecânicos, como rolamentos de esferas, acoplamentos e eixos, diminuindo assim o peso geral do sistema e o formato. Além disso, com sua alta densidade de potência, os motores KBM da Kollmorgen aumentam a capacidade de elevação das plataformas UR5 e UR10.
A série de motores KBM oferece projetos eletromagnéticos avançados de torque otimizado, bem como distorção harmônica e deformação mínimas. Esses benefícios são oferecidos em uma ampla faixa de velocidade operacional. A tecnologia eletromagnética, com alta densidade de empacotamento no estator, aumenta o torque e mantém as perdas térmicas baixas.
Ímãs de terras raras de alta resistência são usados no rotor, permitindo uma faixa de torque contínuo de 1,45 a 3.445 N·m em toda a série KBM, associada a uma faixa de torque de pico de 4,91 a 12.812 N·m. “A alta qualidade desses motores foi o motivo pelo qual optamos pela Kollmorgen”, explica Esben H. Østergaard, gerente técnico de negócios da Universal Robots.
Com motores KBM incorporados na carcaça do robô e que acionam diretamente a carga, os robôs são capazes de atingir um alto nível de precisão no movimento e no controle da força. O controle de força direcionado é essencial nesse sentido porque os robôs precisam mover constantemente peças de trabalho altamente variadas com perfeição.
Na prática, os robôs reconhecem o tamanho e a elasticidade dos objetos e ajustam a força a adequada a ser aplicada. Essa força precisa ser maior que 25 N para se conseguir isso. Com uma precisão de ± 10 N e uma exatidão de ± 5 mm, a força necessária e a posição desejada podem ser programadas e executadas para cada uma das seis juntas.
Esben H. Østergaard, gerente técnico de negócios da Universal Robots
Operação sem ruído, mas com alta eficiência energética
Esses robôs também oferecem as vantagens de baixo ruído e operação com economia de energia. Sob a perspectiva de custo total de propriedade, o uso econômico de recursos aumenta diretamente a eficiência dos robôs e, portanto, a competitividade da tecnologia.
Como benefício adicional, a alta eficiência energética está associada a menores perdas nos motores. Menos calor é produzido, então os motores permanecem mais frios, operam abaixo da classificação máxima e, consequentemente, alcançam uma vida útil mais longa. Esse comportamento térmico aperfeiçoado também evita que toda a estrutura aqueça.
“Os motores que usávamos no passado aqueciam muito quanto estavam em operação contínua. Devido às perdas menores, os motores KBM da Kollmorgen simplesmente permanecem mais frios”, explica Østergaard, referindo-se aos procedimentos de teste com longos períodos de operação e cargas comparativamente altas. “Podemos, portanto, manter nossos robôs em operação contínua sem redução da capacidade.”
Na série KBM, a Kollmorgen fornece uma inovadora tecnologia de motor sem carcaça de acionamento direto. Esses motores sem carcaça oferecem à engenharia mecânica e de instalações uma ampla gama de soluções para criar aplicações com o máximo grau de flexibilidade, densidade de potência, dinâmica e durabilidade.
Além dessas vantagens técnicas, a plataforma KBM inclui 14 projetos de estrutura e muitas opções padrão pré-projetadas com prazos de entrega competitivos. “Podemos basicamente encomendar quantos motores quisermos, quando e como quisermos”, enfatiza Østergaard. Esse aspecto é de particular importância porque a Universal Robots apresenta um crescimento muito intenso.
“Portanto, precisamos de um parceiro em tecnologia de movimento que se adeque às nossas necessidades”, afirma ele. Nesse sentido, a Kollmorgen conseguiu impressionar os especialistas dinamarqueses em robôs com uma entrega confiável e, desde então, estabeleceu uma linha de produção específica para a Universal Robots na unidade tcheca de Brünn.
Perspectivas
Por fim, a operação silenciosa e o alto controle de qualidade dos servomotores síncronos KBM garantem que os robôs também possam ser usados fora das aplicações de manuseio. Até agora, o foco da Universal Robots tem sido usar robôs como uma ferramenta para executar tarefas simples.
“Portanto, não estamos competindo diretamente com outros fabricantes de robôs que realizam tarefas mais complexas. Em vez disso, estamos evitando que as pessoas tenham que realizar trabalhos manuais cansativos e monótonos”, enfatiza Østergaard. No entanto, como a empresa de Odense desenvolveu estruturas leves, sem oscilações ou vibrações incontroláveis, surgiram novas possibilidades de aplicação, como solda e colagem.
“Podemos expandir nossos canais comerciais”, diz Østergaard. Esse desenvolvimento é acompanhado pelo fato de que, por terem uma sofisticada tecnologia de segurança, ambos os modelos de robôs podem ser empregados sem blindagem adicional. Isso abre o caminho para uma cooperação segura e confortável entre as equipes e a tecnologia.
Sobre a Kollmorgen
A Kollmorgen, uma marca Regal Rexnord, tem mais de 100 anos de experiência em Motion, comprovada com motores, drives, soluções de controle para AGV e plataformas de controle de automação de maior desempenho e confiabilidade do setor. Oferecemos soluções inovadoras que são inigualáveis em desempenho, confiabilidade e facilidade de uso, dando aos fabricantes de máquinas uma vantagem inquestionável no mercado.
