ABB IRB 340 FlexPicker

ABB IRB 340 FlexPicker — это промышленный робот-манипулятор параллельной кинематики, разработанный и производимый шведско-швейцарской компанией ABB. Предназначен для высокоскоростных операций по перемещению, сортировке и упаковке лёгких грузов (пик-энд-плейс). Относится к классу дельта-роботов, отличающихся высокой скоростью, точностью и жёсткостью конструкции.

История

Разработка FlexPicker началась в конце 1990-х годов в ответ на растущие потребности пищевой, фармацевтической и электронной промышленности в автоматизации скоростных операций с малыми грузами. Первая модель, IRB 340, была представлена в 1999 году. Она стала одним из первых коммерчески успешных дельта-роботов на рынке, конкурируя с аналогичными разработками других компаний, таких как Adept Technology (США) и SIG Demaurex (Швейцария).

В 2004 году ABB выпустила модернизированную версию — IRB 340 FlexPicker с улучшенной системой управления и увеличенной рабочей зоной. В 2010-х годах на смену IRB 340 пришли более новые модели серии IRB 360 FlexPicker, которые сохранили общую архитектуру, но получили более мощные приводы и расширенные возможности интеграции.

Конструкция и принцип действия

Кинематическая схема

ABB IRB 340 построен по схеме параллельного манипулятора с тремя степенями свободы (перемещение по осям X, Y, Z) и одной дополнительной — вращение рабочего органа (захвата) вокруг вертикальной оси. Основные элементы конструкции:

• Неподвижное основание — треугольная платформа, на которой закреплены три серводвигателя с редукторами.
• Три плеча — каждая из трёх кинематических цепей состоит из двух параллельных штанг (карбоновых или алюминиевых), соединённых шарнирами.
• Подвижная платформа — треугольная пластина, к которой крепятся все три плеча. На ней установлен рабочий орган (захват, присоска, пневматический манипулятор).
• Четвёртая ось — реализуется через телескопический вал, проходящий внутри одной из штанг, и позволяет вращать захват на 360°.

Приводы и управление

Каждое плечо приводится в движение отдельным серводвигателем переменного тока с абсолютным энкодером. Управление осуществляется контроллером ABB IRC5 (в более ранних версиях — S4C+). Контроллер использует специализированное программное обеспечение RobotStudio для программирования траекторий и синхронизации с конвейерными линиями.

Рабочий орган

Стандартно FlexPicker оснащается вакуумными присосками или пневматическими захватами. Возможна установка камер машинного зрения для распознавания объектов и их ориентации.

Технические характеристики

Основные параметры модели ABB IRB 340 FlexPicker (по данным производителя):

Применение

FlexPicker нашёл широкое применение в отраслях, где требуется высокая скорость и точность при работе с лёгкими предметами:

• Пищевая промышленность — упаковка кондитерских изделий, печенья, конфет, сырков, мясных и рыбных продуктов.
• Фармацевтика — сортировка и упаковка блистеров, ампул, флаконов.
• Электроника — сборка мелких компонентов (микросхем, конденсаторов, разъёмов).
• Логистика — сортировка посылок, упаковка товаров в коробки.
• Медицина — сортировка пробирок, укладка хирургических инструментов.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Высокая скорость — благодаря параллельной кинематике и лёгким карбоновым штангам робот способен выполнять до 150 циклов в минуту.
• Точность — повторяемость позиционирования в пределах 0,1 мм.
• Компактность — занимает мало места по сравнению с традиционными шарнирными роботами.
• Гибкость — легко интегрируется с конвейерными линиями и системами машинного зрения.
• Надёжность — простая конструкция с минимальным количеством движущихся частей.

Недостатки

• Ограниченная грузоподъёмность — до 3 кг, что делает его непригодным для работы с тяжёлыми объектами.
• Высокая стоимость — по сравнению с простыми пневматическими манипуляторами.
• Сложность программирования — требует специализированного ПО и квалифицированного персонала.
• Чувствительность к пыли и влаге — стандартная степень защиты IP54 недостаточна для агрессивных сред (например, мукомольных производств).

Интересные факты

• FlexPicker был одним из первых роботов, который начал массово использоваться в пищевой промышленности России и стран СНГ. В 2005 году на кондитерской фабрике «Красный Октябрь» (Москва) были установлены несколько таких роботов для упаковки шоколадных конфет.
• В 2008 году ABB представила модификацию FlexPicker с возможностью работы в условиях высокой влажности (IP65), что позволило использовать его на мясоперерабатывающих предприятиях.
• В 2012 году на выставке «Робототехника-2012» в Москве был продемонстрирован FlexPicker, который за 60 секунд собирал пазл из 20 деталей — это стало одним из самых зрелищных экспонатов.

Критика

Основные нарекания со стороны пользователей связаны с высокой стоимостью запасных частей и сложностью сервисного обслуживания. В России и странах бывшего СССР отсутствуют официальные сервисные центры ABB по ремонту FlexPicker, что вынуждает предприятия обращаться к сторонним организациям или самостоятельно заказывать запчасти из-за рубежа. Также отмечается, что при длительной эксплуатации (более 5 лет) возможно износ шарнирных соединений, что приводит к снижению точности позиционирования.

Источники

• ABB Robotics. IRB 340 FlexPicker Product Manual. — ABB, 2003.
• ABB Robotics. IRB 360 FlexPicker Product Manual. — ABB, 2010.
• «Промышленные роботы: классификация, конструкция, применение» / Под ред. В. А. Буркова. — М.: Машиностроение, 2005.
• «Робототехника в пищевой промышленности» / А. И. Ковалёв, С. В. Панфилов. — СПб.: Профессия, 2010.
• Каталог продукции ABB на русском языке (официальный сайт).