龙门系统：重载、大工作区域应用的完美解决方案
产品: HGS - 龙门系统
制造业对自动化需求不断增长，自动化几乎可以应用于从加工、装配、检验到包装的各种应用。龙门架和六轴工业机器人被广泛用于实现应用自动化，例如码垛、分拣和拾放等等。在指定龙门架或机器人时，需要考虑任务和有效负载要求、要连到系统的夹具以及所需的距离和速度等。
对于许多应用来说，工业机器人能完成的任务，直线运动引导的龙门系统同样能够完成，而且还可以降低成本并提供更大的灵活性。实际上，对于涉及在很长的距离上移动形状笨拙的重型产品的情况，龙门系统无疑是更好的解决方案。以下 HepcoMotion 公司的市场总监 Giles Forster 为您解释龙门系统的好处。
更大的工作区域
龙门架系统的一个主要优点是能够在更远的距离上提升更大的有效载荷。例如，一个3平方米的龙门架可以在两个轴上的3米范围内的任何地方放置400KG的有效载荷。相比之下，工业机器人在力矩载荷方面能力有限，并且当负载远离机器人时，有效载荷会沿着中心轴线进一步减小。例如，当使用典型的六轴机器人将水平范围仅扩展0.7米，有效载荷就会减少约50％。因此，需要相当大的机器人来移动更大距离的小有效载荷。随着工作范围的扩大，龙门架的成本优势也随之增加。
HepcoMotion 以其龙门架在更大的工作区域的突出优势，18年来一直与定制材料搬运公司 Avanti Conveyors 合作，为货板起重提供一系列 HDS2 龙门架解决方案。每个龙门架的有效载荷为120千克，X轴以2米/秒的速度移动，Z轴以1.8米/秒的速度移动，Z轴的行程为2米。系统长度从12米到30米不等，可以在广阔的区域内进行拾取和放置，展示了龙门架在大型工作区域工作的适用性。HepcoMotion 提供一系列龙门系统，从轻载、高速型到重载型，客户总能从中找到满足其应用要求的解决方案。
较大的载荷
直线运动专家 HepcoMotion 最近在自家工厂安装了一个齿条传动的 HDS2 X-Z 龙门系统，作为多工位化学精加工浸渍设备。基于700千克的总有效载荷、0.5米/秒的标称速度，该解决方案提供长达14,000毫米的x轴行程。该应用非常适合龙门系统，因为它需要将4米长的导轨提升并装载到7个独立的浸渍槽中；用两个头以提供4米长度的稳定移动，其具有挑战性的形状和尺寸不适合机器人。Hepco 包括各种不同的 V 形轴承和直线导轨的 HDS2 重型直线导轨系列非常适合这种应用。Hepco 的供货范围包括所有机械元件，如支腿、XZ梁、导轨、轴承、齿条和小齿轮、皮带传动和电缆链，都可根据客户的个性化需求而量身定制。
适应性和灵活性
在某些情况下，需要在系统运行一段时间后增加工作区域。龙门架系统的主要优点之一是可以扩展长度以增加灵活性，令现有装置不会过时。如果产量需求增加对现有系统提出了额外要求，在可能的情况下，与其投资再购买一个龙门架，人们往往会优先考虑扩展现有系统。另外，还可能由于流程或应用程序的变化而需要扩展。
龙门架系统很容易进行扩展。例如，将水平范围从2米增加到4米是一个相对简单的过程，只需延长单个轴以增加行程长度。龙门架的所有其他元件保持不变，只有一个梁受到影响，这样的解决方案既简单又具有成本效益。
客户 IAC Engineering 是一家位于南威尔士的大型电气集成和自动化公司，最近联系 HepcoMotion 提出了要求。他们有个应用，其用户在系统建成后要求增加其垂直行程。Hepco 仅提供另一根 Z 轴梁，就满足了其延长行程的需要，而整个系统的其余部分无须变动，这充分显示了 Hepco 解决方案的灵活性。在相同情况下，若是工业机器人则很可能需要完全更换。
虽然也可以购买具有更长的轴以允许更长距离的机器人，但这会影响机器人的有效负载，因此延伸轴并不总是最佳解决方案。在大多数情况下，为了扩展机器人的范围并保持相同的有效载荷，客户需要转而使用更大尺寸的机器人，这就导致成本增加。
V 形导轨技术
为了实现最高效率，任何系统安装都必须提供低维护成本。这对于高负荷、长距离、大负荷的应用来说尤其重要。设计人员和生产工程师都非常欢迎能够提供连续操作而无需定期停机以进行日常维护（如再润滑）的系统。
Hepco 的龙门系统基于其精确的 V 形导向技术。Hepco V 形导轨系统提供一种独特的刮擦动作，可排出碎屑，因而在恶劣环境中仍能表现出优异的性能。轴承的外圈以比内圈更快的速度运行，二者速度的差异使得靠近中心的碎屑颗粒向外移动到周边并被排出。由于导轨和轴承表面的特定形状，碎屑以螺旋运动的方式被排出到轴承的外径，远离运行表面。
维护
当需要维护时，客户希望这个过程很简单并且不会过多地影响生产时间。Hepco 的 HDS2 龙门承载滑座中使用的所有轴承都是可拆卸式的，可以从承载滑座上卸下而无需从轴的末端将承载滑座拆下来。这意味着整个过程非常快速，可以在最短的停机时间内实现。在经过润滑的条件下，也无需更换导轨。更换轴承和小齿轮相对简单，可由客户的内部维护团队轻松完成。相比之下，机器人集成解决方案通常需要由专业人员进行维修，这不仅会产生更高的成本，还会带来额外的不便。
集成
在现有装配线上制造新产品是客户经常面临的挑战，此时客户通常希望将自动化龙门架或机器人集成到系统中。由于机器人完全可程控，因此集成到现有系统中可能具有挑战性。而龙门架系统更简单、更具成本效益。许多现有的机器解决方案都是通过简单的 PLC 控制来驱动的，若要集成六轴机器人的复杂控制系统，这不仅具有挑战性且成本高昂。而三轴龙门系统通常与现有控制器配对，可与现有的机器功能完全集成。
高效的工作包络
由于龙门架安装在头顶上或者位于工作区域下方，这就提供了额外的好处，即节省宝贵的地面空间，从而比传统的工业机器人更有效地使用工作包络面。在空间有限的情况下，这一点很要紧，当需要考虑机器人防护空间时更是重要。龙门架还可以更容易到达工作站。制造商专注于减少停机时间以最大限度地提高生产率，因而能够快速到达工作站是一项明显的优势。
总之，如果应用不需要六自由度的复杂运动，则使用龙门架很可能更为有利；在较大工作区域处理重载的情况下，龙门架的优点尤其突出。
