行业见解
新一代组装机器人引人注目
发布12/15/2016
| By: Tanya M. Anandan, Contributing Editor
忘记你认为你对装配机器人了解的内容。他们如何看待和移动。新人即将改变感知。
乘坐六轴装配机器人，暗示惯例和狭窄的空间，或有两个臂的合作机器人，用于武器，或者可以用毛发分裂精度放下密封剂珠子的笛卡尔。没有两个是一样的。一切都来到你附近的生产地板。
现在拍摄一个移动机器人，从一个集合站移动到另一个集会站，并插入自身。这就是Fanuc的新款长臂协作机器人及其旅行伙伴，拖船自动移动机器人的想法是Aethon。看看这对搭档的表现吧．
接下来是一个落叶，至少在工业机器人世界中。随着装配的组件溢价越来越小，工厂占地面积，对机器人的需求能够更紧密地工作，更受限的空间正在增长。在展厅和车间，一个独特的机器人是转动头。
看新EPSON Flexion n系列六轴机器人(如图)。据制造商介绍，这种专利设计的特点是世界上第一个紧凑的折叠臂技术，与标准的六轴机器人相比，它减少了高达40%的工作空间。
“真正的驱动因素之一是，每次你使用六轴机器人时，特别是当它被配置为天花板支架时，肘会碍事，”加利福尼亚州卡森市EPSON机器人公司产品开发和工程高级经理里克·布鲁克希尔解释说。“我们看着客户的750到800平方毫米的机器人工作单元，想知道为什么它们必须这么大。他们工作的区域远没有那么大，但他们必须把细胞弄得那么大，否则机器人会撞到细胞的侧面。”
节省空间运动效率
通过将Flexion n系列设计成“穿过”自身而不是像大多数六轴机器人那样“绕着”自身移动，EPSON能够创造一个更紧凑的工作空间，并缩小整个工作单元的尺寸。
“想象一下，你用肘部伸出一边拿着篮球，”布鲁克斯郡解释道。“每次你在腰部旋转时，你会用肘部爆炸。想象一下，如果你可以把你的肘部带下来，然后把它们塞进去。现在你能够更有效地利用空间。“
Brookshire表示，Flexion n系列是EPSON与世界各地的关键电子制造商合作开发的应用。
“我们认为他们在不需要时使用了很多房地产，”他说。
这视频演示显示了节省空间的运动新的爱普生屈曲N系列机器人。
“我们还能够获得一些循环时间的动作效率，”Brookshire说。“这最初称为料斗项目，因为如果你看视频，你会看到J2和J3武器之间的关系。它们彼此顶部旋转，或彼此折叠。通过这样做，我们可以在两个位置之间，基本上“跳跃”机器人从一个位置到另一个位置，几乎就像在运动方面上复制了萨拉。“（在视频中，这被称为让人想起萨拉的“拱形”运动。）
他说，这也使机器人教学(或编程)更容易。在传统的六轴机器人中，由于肘总是挡道，你必须教中间点。
Brookshire说:“你必须在许多六轴应用中放置中间点，以避免肘部撞到玻璃上。”“这要花费你的循环时间。这与最大化运动效率和空间利用效率有关。”
使用Flexion n系列机器人进行应用演示布鲁克希尔表示，这是由客户需求引起的。想象每一个架子都是一个测试箱，你把电子设备放在这些测试箱里。但测试每一个设备需要30秒到1分钟。你不希望机器人坐在那里等着。
“你想要不断加载测试箱，你想要这些测试箱尽可能紧密地围绕着机器人，这样你就不会占用太多的工作空间。回到肘部的问题。通过消除这个问题，我们可以让这些测试箱离机器人更近，并且能够更有效地接近它们。
“By putting a dual-headed tool on the robot, you can pick up the device that’s in the test box, drop a new one in the test box, and then take the completed device over to the conveyor and move on to the next one,” he continues. “You’re able to do 20, 30 or 50 test boxes all at once.”
该系列的第一款产品是Flexion N2，射程450毫米，载荷2.5公斤。它是为3C行业(计算机，通信和消费电子)的小部件组装而设计的。医疗器械组装市场和生命科学领域也表现出了兴趣。
较大的型号在地平线上以解决机器趋势操作和需要更长的应用程序。Brookshire表示，Epson的汽车客户在这一点冠军这款独特的六轴设计的较大版本。
我们也会关注的。与此同时，一个组装消费类电子产品的机器人团队怎么样?看看Nachi六轴和SCARA机器人正在演示平板电脑的组装过程．
现在看看新的KUKA KR 3 AGILUS机器人组装敏感电路板组件和它的人类对手正面交锋。
精密笛卡儿
机器人装配并不总是六轴的，甚至不是四轴的。以其刚性、精度和大载荷能力而闻名，笛卡儿的机器人适用于许多类型的组装应用程序。
通常，两个或三轴系统，笛卡尔机器人通常具有比其疤痕和六轴铰接式表兄弟更小的占地面积。作为所有三种机器人类型的供应商，TM机器人具有广泛的观点。
销售和分销东芝机器机器人的TM Robotics公司首席执行官奈杰尔•史密斯表示:“东芝机器是极少数生产笛卡尔、SCARA和六轴机器人的制造商之一。”“我们不仅提供这三种类型的产品，我们还自己生产。它从头到尾都是我们的产品。”
史密斯证明了笛卡尔的观点机器设计文章．有时坐标轴少的系统更好，也更简单。但不要让他们简单的线性运动欺骗了你。尽管有一个普遍的误解，笛卡尔机器人是为工厂生产的。
“我们的笛卡尔是工业级机器，”史密斯说。“他们建造了最后几十年。我们有机器已经运行了20年。它们设计用于连续操作，每周七天三次班次。“
他们的笛卡儿用于包装、汽车、医疗、制药和塑料工业。
“与笛卡尔人的流行趋势，特别是在汽车部件供应线上，是具有50,60或70个运动轴的机器，从拾取和零件插入移动到零件插入零件，移动A部分从碗送料器到装配，或将零件呈现给相机并将它们放回传送带上以进入下一个站。Whether it’s a button cluster for adjusting your seat, or the switches in a mechanism used to measure how hard you’re pushing down on the gas pedal, all of those sensors are built in assembly machines that have multiple axes of Cartesian systems in various configurations.”
看看这个一个笛卡儿机器人在分配应用的视频演示．观察它如何实现在所有三个轴上的运动的全圆形插值，因为它保持恒定的速度，而密封胶是精确和均匀地分布在复杂的形状部分。
即插即用，维护更少
TM Robotics最近宣布了新的BA-III笛卡尔机器人系列(如图)。这是第三代东芝的流行线性执行器，现在具有更长的范围，更具用户友好的设计，维护间隔之间的延长性能。
“我们现在拥有更大且更长的执行器和更高的有效载荷，”TM机器人高级副总裁Ryan Guthrie说。“我们可以在单个轴上从50毫米达4,450毫米行程，每一个尺寸。我们现在可以在单个轴上超过250千克有效载荷。“
Guthrie表示，该系统准备就绪。
“我们提供一个部件号。该部件号包括所有括号和布线，以及所需的一切。我们甚至提供完全从工厂完全组装的能力。所以，你所做的只是将它插入墙壁并进入你的电脑。所有校准都在其船舶之前在工厂完成。开箱即用，它在所有规格中承诺的重复性，没有任何预先校准。一切都是预装和预配置的。“
他说，熟悉多年前校准过程的笛卡儿经验丰富的用户将会欣赏新的即插即用设计。
“你可能会节省一整天的工作，在那里你将通过手册挖掘，查找不同的齿轮比的数字和乘数。所有这些都会自动配置。您不必担心将每个轴中的所有参数插入控制器中。“
BA-III系列执行器也带有控制器。Guthrie指出，有些笛卡尔系统制造商只提供了执行器。然后客户必须与执行器一起购买并配置控制器。
“我们还改变了我们的轴承类型，以更密封的设计。这样做的好处是，当你开始进入更脏、更脏的环境时。通过密封轴承，我们防止外来碎片进入轨道。这增加了预防性维护周期之间所需的时间。”
他说，在以前的机器人版本中，你可能需要每三个月给轴承涂一次油。使用BA-III笛卡尔系列，在需要任何预防性维护之前，他们可以实现长达12个月的操作周期。
SMASHsolar是第一家部署新型BA-III笛卡尔机器人的公司在其生产线上。Guthrie表示他们对密封设计特别感兴趣。
“因为他们有一个有限的员工，他们不必担心分配资源，几乎与以前的设计一样频繁地进行维护。刚刚设置它，即插即用，忘记它。
Guthrie补充道:“这是一个更加干净的设计。“现在你没有裸露的铁轨上覆盖着油脂。在医疗、制药和塑料行业，清洁是非常重要的，我们新的BA-III设计适合这些环境。”
笛卡尔系统的独特之处在于，你可以很容易地放大或缩小。
“笛卡尔是基于构建块风格的，”Smith解释道。“增加第三或第四个驱动器非常容易，只需在系统中增加一个额外的控制器。如果客户想升级或改变设备，他可以非常简单地做到。”
史密斯说笛卡尔是很好的入门级系统。“如果客户不熟悉自动化，我们可以向他们展示自动化一、两轴系统，甚至三轴系统的好处。然后自动化在工厂内部发展。”
Guthrie说:“从编程的角度来看，它使程序更简单、更容易和更快地为用户修改。”“对于第一次使用机器人的人来说，两轴系统更容易理解。然而，对于四轴SCARA或六轴机器人，还有另一个层次的复杂性，对于没有任何编程经验的首次用户来说可能有点令人生畏。
“但它不只是入门级产品，”他补充道。“有些高级用户会回头使用笛卡儿，因为笛卡儿是最适合应用的机器人。”
最适合任何特定装配过程的机器人有很多种形式。
协同双臂疤痕
当你在一个有三个或更多运动轴的受限空间工作时，你就会开始观察不同的构型，比如我们讨论的六轴“柔术家”，或者下一个新来者。
看这个双臂SCARA机器人组装印刷电路板。川崎duAro机器人(如图)既可以协调两个SCARA手臂之间的运动，也可以独立操作每一个手臂。
duAro不仅操作起来像人类一样灵活，而且还可以在不需要安全围栏的情况下与人类同事一起工作。我们探索了协作组装机器人和新的机器人安全标准，为它们的主流应用铺平了道路合作机器人和安全手在手中．
“我们是第一家系统集成商之一，用于接收Duaro ARM用于未来项目的测试和应用可行性，”EdgeWater自动化工程总监Chad Henry说RIA铂积分器密歇根州圣约瑟夫的定制自动化设备的设计师/建造者。“在我们的工厂里有这样一个机器人，这是一个证明。我们正在寻找新的核心利基应用，这样我们就可以为市场提供不同的价值。”
装配系统集成
成立于2001年,Edgewater已经制造了各种各样的机器人组装机器从地上或修改现有系统，以提高性能。一个这样的系统是双机器人工作单元，用于在随后的装配过程之前进行分类和测试汽车传输组件。
工作单元是现有的第三代机器，Edgewater的客户希望升级到特定的标准和特定的预算。埃奇沃特的销售经理史蒂夫·麦克拉伦解释了这一挑战。
“客户需要更高的循环时间，希望保持机器的现有占地面积，并且还希望将目前在彼此工作区域运行的两个（Adept Scara）机器人分开的一些灵活性。它们的循环率为每分钟85份，正在挑选，检查，然后分类。我们的目标是增加至少20％。“
迈凯轮说他们能够将两个疤痕移到足够远的地方，以便它们以最大速度运行，但不增加机器足迹。将机器人分成单独的工作区增加了更容易维护的访问。它还使编程更轻松，因为您没有在崩溃区域内工作的两个机器人。这也意味着他们没有共享资源或等待其他机器人走开。
更快的周期时间
仅仅是将机器人分开就能让它们跑得更快，但要克服周期时间的挑战，就需要Edgewater综合的工程专业知识。
“我们做了完整的机械设计，硬件和软件设计，”亨利说。“我们必须用不同的方式解决事情来达到我们所需的循环时间来满足规范。”
这视频显示在运行中的高速机器人视觉检测机(如图)。
每个机器人都配备了一个传送带跟踪视觉组件。当零件从传送带上下来时，每个机器人的上游有一个摄像头拍照，以确定零件的位置。一旦零件进入挑选区，机器人就会挑选一个零件，并将其移动到视觉检查区，在那里有四个摄像头对零件的四面进行尺寸检查。然后机器人移动到一个下降位置，在那里进行涡流检查，以测试零件的硬度之前，它被放在一个斜槽。每个机器人都有自己的工作区来复制这种操作。
“我们需要协调那个愿景检查机器人位置，我们需要执行此操作，同时最小化硬件通信延迟，”亨利解释说。“在我们在斜槽的一部分之前，必须在一定数量的毫秒内发生。我们必须在软件和硬件中解决一些挑战，以减少正在发生的计算的延迟。
“我们在这台机器上的最终周期时间不到一秒钟，”他继续。“那是从挑选的，检查，退出，并回到挑选。这是每个机器人的次数。“
在组装过程中，汽车部件从那里移动到下一站。
随着集成商的专业技术不断完善，机器人的灵活性不断提高，机器人组装预计只会上升。想了解更多关于车间的故事，请不要错过小型装配机器人大收益．