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机器人柔性喂料原理

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为什么要使用灵活的进纸器?

灵活的进料是用于自动化装配或包装的带式、箱式或碗式进料的合理替代方案。

皮带进料利用电动传送带将产品移动通过包装单元。产品可以任何方向放置在传送带上,其位置和方向由机器视觉系统评估,并将位置坐标传输到机器人控制器。机器人从那里从传送带上拾取产品并将其放入包装或工件夹具中以进行进一步处理。

使用 3D 视觉来定位合适的候选零件并引导机器人抓取和拾取零件的料箱很有趣,但也存在很多问题。快速可靠地识别和定位零件的视觉仍然非常具有挑战性。机器人从无限的姿势中抓取,需要机器人手臂和夹具的不同接近角度,这也非常具有挑战性,尤其是在每分钟 20-45 个零件的全生产速度下。

碗式喂料最适合机械“硬”自动化,其中大量单一产品被定向并呈现给固定的自动化和装配机械。碗式喂料器必须针对每个零件专门设计,并且不能轻易转换为喂不同的零件。因此,在高度混合的生产环境中,通常有数百种不同类型的喂料碗,每一种都有自己的质量和维护要求。

为什么要使用灵活的进纸器?
灵活的进纸器进料解决了皮带、料箱和碗进料的缺点,适用于使用机器人进行装配的高混合、相对低容量(每天少于 5000 个零件)的生产环境

  • 每种供料器尺寸都适用于各种形状和尺寸的零件,最长尺寸约为供料器宽度的 1/25 至 1/5
  • 灵活的进料器设计用于在“进料台”上定位和分离零件,以便机器人轻松拾取
  • 灵活的供料器能够翻转零件,以便可以评估面向视觉系统的一面的方向
  • 灵活的进料器可以机械自动地将散装零件分配到进料平台上,可以向前移动零件以优化平台上的拾取区域(尽可能多的合格候选者)并且还可以通过编程将零件从进料台背面倒转将进料器放入料箱中,以便可以自动更换要运行的零件
  • 包括视觉系统、机器人和抓取组件在内的柔性供料器系统的最大取放全循环时间约为 1.5 秒或 45ppm。这与品牌无关,而是关于在机器人手臂的范围和半径范围内准确拾取和放置零件的物理原理。如果正确选择了供料器和视觉系统,则两者都不会限制循环时间。视觉任务可以在手臂放置组件时进行,不到 1 秒;进料(和零件安放)任务可能需要 5-7 秒,但如果 FOV 容纳 20 个或更多零件,则它不会增加超过 1 分钟的整体系统循环时间。

机器视觉

灵活的送料器依靠机器视觉来定位送料台上的零件,并将位置和方向传回机器人控制器。一个设计良好的视觉程序将识别不重叠的部件,并且具有足够的间隔以有效地拾取而不会出错。广泛的机器视觉分辨率、镜头、夹具和照明选项可用于优化零件位置和方向。视觉系统内存和调用多个零件程序的能力将允许许多不同类型的零件在同一送料器上运行。

  • 分辨率应足以在整个视场 (FOV) 中以 +/- 1% 的精度定位零件,该视场可以是零件轮廓区域的 100 倍或更多
  • 如果需要“正面朝上”,分辨率应足以识别任何特殊标记
  • 如果需要,颜色也可用于识别零件上的特征
  • 照明:什么是光源,在馈电台下方用于背光部件(其中轮廓是识别和定位部件所必需的)或顶部照明,用于一侧或另一侧有变化的部件必须在采摘前被识别。哪种颜色或波长的光最适合零件和环境:白色、红色还是红外线?
  • 视觉传感器上有哪些可用的通信接口?越快越好。最新的“GigE”标准允许高速通信,因此它不会成为系统性能的瓶颈

工程化进料台
灵活的进料台有多种材料可供选择,以便为要运行的所需零件提供最佳交互和展示。以下是一些可用于 Feed Deck 的选项:

  • 这些材料可以是不透明的用于顶部照明,也可以是半透明的以允许通过馈电台进行背光照明
  • 进料台材料颜色可以是白色、棕色、蓝色、黑色,并且在大多数情况下(黑色除外)半透明用于背光
  • 材料特性可以是各种塑料,以最好地匹配零件和环境:POM (Delrin)、PVC、PTFE、ABS-ESD 等
  • 如果零件容易滚动,从而减少循环时间并增加拾取错误的机会,则可以在平台上加工不同尺寸的凹槽、凸起甚至口袋,以将零件固定到位以进行拾取

送料器、视觉和机器人
的集成 灵活送料的最后考虑因素是将所有部件集成到一个设计良好的系统中。

  • 哪种尺寸的供料器最适合拾取零件?通常,越大越好,以便在每个点胶周期后有更多的零件可供选择。这将最大限度地减少分配时间占系统总循环时间的百分比,从而允许每分钟进行更多拾取
  • 给定零件的机械进给过程有多有效?应对每个零件进行评估,以便设计人员可以确定潜在的循环时间(最好使用机器人模拟)并确定如何重复抓取零件。某些材料和形状对灵活进料提出了特殊问题,可以通过进料台材料选择和“结构化”创造性地解决
  • 什么品牌和类型的机器人?Delta 机器人,如 ABB、Fanuc 或 Yaskawa,具有最快的循环时间,但最适合将零件从一个带式进料器移动到另一个,垂直运动最小,有效载荷相对较低。SCARA 和 6 轴机器人最适合灵活的送料器。SCARA,例如 Denso、Epson、Fanuc 和 Omron,由于质量较低且可操纵的轴较少,因此速度稍快。但是,如果必须以不同于进料台的角度拾取或放置零件,则需要 6 轴机器人的运动,例如 ABB、Denso、Fanuc、Kuka、Motoman 或 UR
  • 有哪些软件配置工具可以匹配所选品牌的机器人控制器与机器视觉系统和送料器?如果预先设计好这些接口,将缩短开发任务,降低工程成本,加快部署系统所需的时间
  • 机器人和供料器是如何安装的?最好使用坚固的焊接钢底座,以便独立组件的平台稳定。视觉系统、进料台和机器人之间的运动或振动会导致拾取和放置错误。框架和外壳应足够高,以便将视觉系统安装到距馈电平台所需的距离,以便 FOV 与馈电平台一样宽。这可能需要在进料台的水平面上有 48 英寸/1200 毫米的高度。所以安全围栏,如果有的话,对于 36 英寸的底座高度,其尺寸应为 84 英寸高
  • 系统供应商提供哪些技术支持以确保出色的自动化任务体验?
  • 在系统报价之前评估零件?
  • 售后电话支持?
  • 客户培训?
  • 调试现场支持之前和之后?

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