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六轴机器人在机床旁的工作岗位

放大字体  缩小字体 发布日期:2012-12-12  浏览次数:1273
核心提示:直线运动机器人的发展和应用主要是在机器人技术和自动化方面进行探讨,除此之外,活关节机器人技术正越来越涉及柔性运作。这里让我们看看有关活关节方案的介绍。


       活关节机器人一般也叫作六轴机器人,其制造商已经开始积极地寻找更大的塑料加工市场。这些机器人越来越被认为是一种很好的选择方案,不仅能为注模生产搬运工件,而且能做有关吹塑、热成形和增强塑料流程等方面的辅助工作。

与直线机器人所进行的轨道上的直线运动不同,活关节机器人可以通过使用带有转动关节的多重手臂把它们手臂终端的工具从一个位置移动到另一个位置,这种活关节式的运动被形容成“拟人化”,也就是说,这些机器人的表现有人类的特征,特别是像手臂和手腕的运动。

在研究机器人时,工作人员面临的挑战并不见得是要得到一个能在任何时间做任何事情的机器,而是要在情况的需求和设备的能力之间找到最好的结合点。以下的内容将详细叙述若干应用场合,包括六轴机器人手臂终端工具配置的开发。其次,也对若干专门为塑料加工业而开发的六轴机器人进行评价。

德尔福公司让六轴机器人上岗

美国德尔福(Delphi)汽车系统公司最近为其在俄亥俄州Vandalia的内部系统生产厂添置了16台注模机,和这些机器一起来的有16个机器人,全部都是密歇根州Rochester Hills的发那科机器人公司出品的。这些系统是该厂使用活关节机器人从注模机卸载工件的第一次尝试。

德尔福公司需要的是完全自动化的搬运工件系统。该公司接收了大量的订单,需生产各种车门面板、插入件和车辆模件,它所要的自动化系统不仅要灵活,而且要重复性好。另一个促使公司决定要活关节机器人的因素是公司还必须迁就厂房低的问题。

整个系统包括11台M-16iT高架轨道安装式的机器人,在1500t注模机上工作,5台S-20基座式机器人,在3000t的注模机上工作,M-16iT机器人安装在1500t注模机的顶上卸载汽车门内面板和地图盒。

M-16iT使用旋转轴(或者叫活关节)进行装载、卸载和后处理工作。它使用一直线轴重新定位,可以做出灵活得像人类一样的动作。

有了六轴自由度,机器人可以执行操作人员的指令。大多数的运作,从工件旋转到复杂的工件放置和组装都可以进行,完全不需要其他昂贵的固定装置等。轨道安装式的好处是简化了手臂终端的工具配置。在某些情况下,这些工具可以在部件运行之间共享。机器人手臂相当灵活,可以从机器的顶上或者侧面取出工件。

六轴S-420机器人的净载重量上限为175kg。S-420有比较大的工作罩和一个可以转360°的手腕,方便操作大型部件。

对于大多数情况来说,M-16iT主要是做龙门取件机的工作。当注模机开启时,M-16iT进入模穴,取出工件,把它们放在传输机上运走。在某些地方,这一简单的提取动作还伴随着增值任务,如去浇口、热处理等。当需要增加某一项任务的时候,机器人会把每个工件放在固定的加热枪或材料切削刀具前面。由于机器人有了这种灵活处理工件的能力,所以对于二次操作它也可以协调定位。

至3000t级注模,机器由于厂房高度不够,不能用顶部安装的机器人,德尔福公司使用S-420机器人做提取大型车门内面板和汽车内外装饰板的工作。S-420机器人安装在每台机器的旁边,很容易做完一件工作再做另一件工作而不会中断生产。

RXplastics机器人可执行多重任务

南卡罗莱纳州Duncan的Stubli公司出产的RX活关节机器人已经在塑料加工领域执行装载、快速搬走工件、清理注入口、模内装饰、抹胶水、涂粉、上色、组装、检查和包装等任务。

Eimo Americas公司在得克萨斯州和密歇根州共有4个按要求定做的注模车间。这几个注模车间原来归Triple S Plastics所有,服务于各行各业。现在,Eimo的60%的业务是做手机的窗口、外壳以及无线通讯业的其他构件。

Eimo最近安装了Stubli公司的新型机器人在其得克萨斯州Georgetown厂的自动化单元里做脱模、修浇口、包装手机窗等。此后公司又加订了10台同样的机器人。此类机器人的性能使员工们确信他们在向自动化迈进方面做了正确的选择。

从一开始,系统工作人员就认为柔性自动化对许多客户来说应该总是最合算的解决方案。于是,他们并不是简单地去寻找一个能够满足他们当时特定需要的机器人,而是要找到能满足他们尚未确定的、将来工作自动化需要的、有灵活性的机器人。Stubli公司新近推出的RXplastics机器人系列有3种类型:RX130plastics的负荷量为25kg,手腕最长伸展为2185mm; 另外两种比较小的型号,是RX60plastics和RX90plastics。机器人控制器用SPI(及Euromap 12)接口软件进行预装载,以协调机器人和注模机的动作,特别是弹出器的功能。据称还有用户图示接口,使用起来十分方便。

机器人必须在等级为100的绝尘室内工作。关节速度可达1125°/s。每台机器人使用JCS齿轮箱,为机器人提供零后冲的行程。如果机器人在两个位置之间过度加速,则可能出现后冲。当它停止时必须自我调整,因为这会引起其轻微抽动。 

  毛边处理、物料搬运展示

2003年初,在Anaheim的Plastec West 展览会上,密歇根州Auburn Hills的Robotic Production Technology公司展出了其六轴机器人在塑料毛边处理和物料搬运方面的能力。该公司也提供激光修边和钻孔、刳刨修边、超声波焊接和分配的设备系统。RPT公司的一种小型六轴机器人装备有柔性装置和刀具,模拟处理制冷机盖毛边的情况。该柔性装置能补偿工件的收缩和膨胀,在沿着吹模工件或注模工件上的曲线或90°接合线运作时,柔性是不变的。

自动化毛边处理过程据称能提高边角的质量。与手工操作比较,也减少了废料。另外,由于自动过程消除了手工修边和切削,所以也消除或减少了员工患腕骨综合症的风险。RPT还为若干家制造商提供了刀具修边系统。

RPT还有物料搬运单元,是由一个六轴机器人搬运一个塑料容器。模具工人可以用机器人卸载对手工卸载来使模具的开关时间保持一致,提高其产品质量。

机器人也可以用于执行二次操作,如去浇口、处理毛边、贴标签、包装或装卸货盘等。机器人可以卸载多部机器,车间可以灵活布局。

六轴机器人的手臂终端工具配置(EOAT)提出了挑战

手臂终端工具配置代表了对活关节机器人的唯一挑战。这些五轴和六轴的机器人的灵活性使得一些特别的应用场合成为可能,如去皮和某些插入制模等笛卡尔机器人的运动所不能办到的事。据俄亥俄州Xenia的SAS Automation公司称,虽然只有比较小一部分注模机的自动化使用活关节机器人,但机器人和手臂终端工具配置的正确结合,对经济的、大容量的、多班制的塑料加工是管用的。

在这些应用场合,手臂终端工具配置的设计必须要有足够的空间让机器人的手臂伸展开来,大多数的工具都要能从上面或侧面进入到制模压力机里。手臂终端工具配置一般应该不那么复杂,因为机器人在单元内提供了多重的精确运动。

这些机器人大多数并不带有标准阀门包,这必须再行添置以便实施手臂终端工具配置功能。虽然为注模生产编程很复杂,但这已经在改进并将增加可应用的场合。

SAS公司说,手臂终端工具配置和活关节机器人配套设备的其他优点还包括经过提高了的浇口切削、毛边处理、与夹具的接口等工作能力。

UP机器人的通用性和速度

据称,俄亥俄州West Carrollton的Motoman公司新近推出的UP20六轴机器人对组装、看护机器、物料搬运、材料切削(如毛边处理)、分配等都挺适合。UP20机器人净载重量为20kg,伸展1658mm,重复性为±0.06mm。 该机器人需要的安装空间很小,安装在地板、天花板和墙上都行。UP20机器人最适合于卸载塑料注模机,尤其是在需要采用复杂动作从模具里取出工件时。

UP20在后卸载运作中也很有灵活性,很适合于做毛边处理和表面抛光的工作——即使是在有不平的表面和造型复杂的工件上。机器人还可以再装备能自动调节刀具位置的装置,以对平的、凹凸波浪形的或不规则的表面都保持稳定的压力,这样其灵活的优点就会进一步得到加强。

机器人还可以装备锯子或其他切削装置,可以用来从注模塑料工件上移走流道。

新近推出的六轴UP6R自安装式机器人也能装载和卸载注塑机。安装在固定的板上减少了对地板空间的需求。此六轴机器人可用于在注入塑料之前需要先把镶嵌物放在模具里的模制场合。UP6R机器人也可以做复杂的动作,需要时也可以把工件从模芯拿走。

Motoman公司还有UPG地板安装式机器人,从非操作工一侧进入注塑机。此六轴机器人为去浇口、组装、打印、热印、装袋、检验等下游设备提供相关操作。

UP6R和UP6机器人都有6kg的净载重量。UP6R有1523mm的伸展,UP6有1373mm的伸展。两种机器人的重复性均为±0.08mm。

Motoman公司最近与罗得岛州Cranston的Yushin公司建立了合作关系,Yushin将为Motona添加一个销路,允许Yushin提供Motana的活关节机器人及其横向机器人系列。

威斯康星州新柏林市ABB Flexible Automation公司的IRB 4400是一种小巧型机器人,有从中型到重型的搬运容量。它可以搬运60kg以下的负荷或者以非常快的速度搬运45kg 以下的负荷,可以进行物料搬运、机器看护、磨削、抛光、组装、喷雾和切削等工作。IRB 4400L/10机器人手臂很长而手腕纤细,适合于做抹胶水和密封的工作。

 
 
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