新一代组装机器人引人注目

忘掉你对组装机器人的了解吧。它们的样子和移动方式。新来者即将改变人们的看法。

比如一个打破常规和限制空间的六轴组装机器人，或者一个手臂上有两个scara的协作机器人，或者一个可以精确地涂上密封胶的笛卡尔机器人。没有两个是一样的。所有人都来到你附近的生产车间。

现在，让一个移动机器人从一个组装站移动到另一个组装站，并完全自主地将自己插入其中。这就是发那科新推出的长臂协作机器人及其旅行伙伴——伊顿(Aethon)的TUG自主移动机器人背后的理念。看看这对搭档的表现吧．

接下来是一名柔术演员，至少在工业机器人世界是这样。随着组装组件变得越来越小，工厂占地面积越来越大，对能够在更狭窄、更狭窄的空间工作的机器人的需求正在增长。在展示层在车间里，一个独特的机器人引起了人们的注意。

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。”

提高运动效率，节省空间
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。

布鲁克希尔解释说:“想象你拿着一个篮球，胳膊肘伸出在两边。“每次你腰部旋转时，你的肘部就会撞到什么东西。想象一下，如果你能把手肘放下，把它们塞进去。现在你可以更有效地利用空间。”

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。

他表示:“我们不断看到，他们在不需要的时候大量使用房地产。”

这视频演示显示了节省空间的运动新款EPSON Flexion n系列机器人。

Brookshire说:“我们还能够在更快的循环时间内获得一些运动效率。”“这最初被称为漏斗项目，因为如果你看视频，你会看到J2和J3臂之间的关系。它们会相互旋转，或者相互折叠。通过这样做，我们可以在两个位置之间移动，基本上是“跳跃”机器人从一个位置到另一个位置，就像在它的一侧复制SCARA的运动。(在视频中，这被称为“拱”动作，让人想起SCARA。)

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。”

以Flexion N系列机器人的应用程序演示视频为例布鲁克希尔表示，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。

“通过在机器人上放置一个双头工具，你可以拿起测试箱中的设备，将一个新的设备扔到测试箱中，然后将完成的设备带到传送带上，然后移动到下一个设备，”他继续说。“你可以一次做20个、30个或50个测试箱。”

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。

更大的模型即将问世，用于处理机器护理操作和其他需要更长的覆盖范围的应用。Brookshire表示，爱普生的汽车客户正迫不及待地想要这种独特的六轴设计的更大版本。

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、精度和巨大的有效载荷而闻名，笛卡儿的机器人适用于许多类型的程序集应用程序。

通常是两轴或三轴系统，笛卡尔机器人通常比SCARA和六轴铰接机器人占用的空间更小。作为三种机器人的供应商，TM机器人拥有广阔的前景。

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械设计文章. 有时，轴更少的系统更好、更简单。但不要让他们简单的线性运动欺骗你。尽管有一个普遍的误解，笛卡尔机器人是为工厂制造的。

“我们的笛卡儿是工业级机器，”史密斯说。“它们可以使用几十年。我们的机器已经运行了20年。它们是为连续运行而设计的，一天三班，一周七天。”

他们的笛卡儿用于包装、汽车、医疗、制药和塑料工业。

“笛卡尔的一个流行趋势，特别是在汽车零部件供应流水线上，是具有50、60或70个运动轴的机器，执行各种各样的任务，从拣放、码垛、插入部件，到将部件从碗式给料器移动到组装，或者把零件展示给摄像机，然后把它们放回传送带上，以便运送到下一站。无论是用于调整座椅的按钮群，还是用于测量油门力度的机械装置中的开关，所有这些传感器都内置在装配机器中，这些机器具有不同配置的多个笛卡尔系统轴。”

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机器人最近宣布了新的BA-III笛卡尔机器人系列(如图)。这是第三代东芝流行的线性执行器，现在具有更长的范围，更人性化的设计，和延长的性能之间的维护间隔。

TM Robotics高级副总裁Ryan Guthrie说:“我们现在有更大、更长的驱动器和更高的有效载荷。“我们可以在单个轴上从50毫米到4,450毫米，以及两者之间的每一种尺寸。我们现在可以在一个轴上实现超过250公斤的有效载荷。”

格思里说系统是即插即用的。

“我们只提供一个零件号。零件号包括所有的支架和电缆，以及你需要的一切。我们甚至提供从工厂完全组装的能力。所以你要做的就是把它插到墙上，插到你的电脑上。所有的校准都是在出厂前在工厂完成的。开箱即用，它具有在所有规格中承诺的重复性，无需对您的部分进行任何预先校准。所有东西都是预先装载和配置好的。”

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，因为你需要在手册中挖掘数据，查找不同的齿轮传动比。所有这些都是自动配置的。你不必担心将每个轴的所有参数代入控制器。”

BA-III系列执行器也配备了控制器。Guthrie指出，一些笛卡儿系统制造商只提供执行器。然后客户必须购买并配置控制器和执行器。

“我们还将轴承类型改为更密封的设计。这样做的好处是当您开始进入更脏、更脏的环境时。通过密封轴承，我们可以防止异物进入轨道。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生产线上。格思里说，他们对密封设计特别感兴趣。

“因为他们的人员有限，他们不必像以前的设计那样频繁地分配资源来维护这个系统。只要设置好，即插即用，然后忘记它。

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。

“笛卡尔是基于积木风格的，”史密斯解释道。“添加第三个或第四个执行器非常简单，只需在系统中添加一个额外的控制器。如果客户想要升级或更换设备，他可以非常简单地完成。”

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。

协作的双臂SCARA
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与安全携手并进．

Edgewater自动化公司的工程总监Chad Henry说:“我们是首批接受DuAro手臂的系统集成商之一，用于未来项目的测试和应用可行性RIA铂积分仪以及密歇根州圣约瑟夫定制自动化设备的设计师/建造商。“这证明我们的工厂里有一台这样的机器人。我们正在寻找新的核心利基应用，以便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头开始，或修改现有系统以提高性能。其中一个这样的系统是一个双机器人工作单元，用于在随后的装配过程之前对汽车传动部件进行分类和测试。

workcell是Edgewater的客户希望升级到特定标准和特定预算的现有第三代机器。Edgewater的销售经理Steve McLaren解释了这一挑战。

“客户要求更高的周期时间，想要保持机器现有的足迹，也想要一些灵活性，以分离两个(Adept SCARA)机器人，目前在彼此的工作区域操作。他们现有的循环率是每分钟85个零件被挑选，检查，然后分类。我们的目标是至少增加20%。”

迈凯轮表示，他们能够将两辆scara移动到足够远的距离，以允许它们以最高速度运行，但不增加机器占用的空间。将机器人分成单独的工作区，增加了维护的方便性。它还让编程变得更容易，因为你不会让两个机器人在一个崩溃区工作。这也意味着他们不会共享资源，也不会等待另一个机器人让开。

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。

“我们做了一个完整的机械设计，硬件和软件设计，”亨利说。“我们必须以不同的方式解决问题，以达到我们需要的周期时间，以满足规格要求。”

这视频显示高速机器人视觉检测机在运行(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。

亨利解释说:“我们需要将视觉检查与机器人的位置协调起来，同时将硬件通信延迟降到最低。”“这必须在我们把零件扔进斜槽之前的几毫秒内发生。我们必须在软件和硬件上解决一些挑战，以减少正在发生的计算的延迟。

“我们在这台机器上的最后一个循环时间不到一秒，”他继续说。“这是从采摘，检查，放下，再回来采摘。每个机器人只需要不到一秒的时间。”

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．

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