文/Andreas Hellriegel·阿庫機(jī)械制造有限公司

在標(biāo)準(zhǔn)化流程中，自動(dòng)化設(shè)備，特別是“機(jī)器人同事”已不再是生產(chǎn)車間里的陌生者。然而，當(dāng)遇到尺寸不同、形狀各異的工件時(shí)，機(jī)器人的程序設(shè)定通常會成為它們的短板，尤其是對于以激光加工或火焰切割加工為主的外協(xié)加工企業(yè)而言，工件的批量越小，使用機(jī)器人生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性就會越低，而阿庫研發(fā)的“有眼機(jī)器人”恰恰為這一難題給出了解決方案。

單班制，“有利可圖”

“有眼機(jī)器人”也稱視覺機(jī)器人，如圖1所示，它的核心部分是它的攝像技術(shù)，可以單獨(dú)對每批工件進(jìn)行掃描、檢查尺寸并調(diào)整手臂動(dòng)向。只要工件的形狀、尺寸和重量在一定范圍內(nèi)，就無需對機(jī)器人進(jìn)行額外編程，可以連續(xù)取放尺寸不一、形狀不同的工件。小批量的生產(chǎn)無需重新調(diào)整系統(tǒng)，可以經(jīng)濟(jì)性地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。效率的提升很快便顯現(xiàn)出來，即使加工批量較小，自動(dòng)化生產(chǎn)也不再是一個(gè)投資回報(bào)率較低的舉措。視覺機(jī)器人通常在一班制生產(chǎn)中就能得到回報(bào)。

圖1 “有眼機(jī)器人”

流程控制，自主可靠

視覺機(jī)器人不僅操作靈活、性能可靠，而且全程自主運(yùn)作，無需人工監(jiān)控，如圖2所示。由于集成了流程控制系統(tǒng)，當(dāng)前流程數(shù)據(jù)的抽測可以直接在筆記本電腦上完成，當(dāng)托盤上的工件加工完畢時(shí)，程序會自動(dòng)停止。同時(shí)，抓具在過載或零件被卡住時(shí)也會中斷操作，即使機(jī)器人因?yàn)榱慵叽绲母淖兌枰煌淖ゾ撸部梢宰孕袕母鼡Q站中選取、更換。

圖2 視覺機(jī)器人自主運(yùn)作

視覺機(jī)器人的高效率特別彰顯在人力無法勝任的重量級工件的上下料中。當(dāng)工件重量超過30kg時(shí)，需要兩名男子協(xié)同上下料或使用輔助裝置如起重吊車進(jìn)行搬動(dòng)，而對于機(jī)器人來說卻是輕而易舉。該機(jī)械手可以拿舉100kg的重量并自由旋轉(zhuǎn)，拿舉工件厚度可達(dá)50mm，因此也適用于處理更多種類的鈑金件。一旦鈑金件放入機(jī)器人的識別區(qū)域內(nèi)，視覺系統(tǒng)將完全自動(dòng)接管，無需二次編程。

一個(gè)流程，一個(gè)解決方案

為了使視覺機(jī)器人能夠充分發(fā)揮其潛力，它將被無級融入矯平或去毛刺流程中。阿庫利用了自己的內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行了真實(shí)條件下的試運(yùn)行：一年多來，工程師們在總公司所在地德國巴登巴登的矯平、去毛刺加工中心對視覺機(jī)器人進(jìn)行不斷測試和優(yōu)化，如圖3所示，如對機(jī)械手進(jìn)行調(diào)試，使其磁性舉臂可以識別托盤上的鈑金垛，并正確抓舉，然后將它們放置在精密矯平機(jī)FlatMaster的輥道上，收到工件后，矯平機(jī)便立即開始矯平流程，無需人工進(jìn)行位置調(diào)整。此外，研發(fā)人員還設(shè)置了一個(gè)倒轉(zhuǎn)程序，工件在矯平完畢后，被自動(dòng)送回入料口處，依舊由機(jī)器人承擔(dān)下料和堆垛工作。

圖3 視覺機(jī)器人測試和優(yōu)化

整個(gè)生產(chǎn)流程中，需要人工操作的部分僅限于矯平前將待加工鈑金件堆疊在托盤上，一名員工將托盤放置在定義的抓取區(qū)域，如圖4所示，通過控制面板進(jìn)行幾項(xiàng)設(shè)置來啟動(dòng)自動(dòng)矯平工序，總時(shí)間僅為2min左右，即便是拿取全新樣式的工件，也無需再次編程。

圖4 人工準(zhǔn)備待加工件

需要調(diào)整矯平設(shè)置時(shí)，可以儲存之前的設(shè)置，在下次加工時(shí)通過條形碼調(diào)出使用。由于在過程中要檢測工件的平整度，機(jī)器人甚至可以在矯平后根據(jù)公差對零件進(jìn)行分流。

這項(xiàng)研發(fā)的目標(biāo)是提供一鍵式連續(xù)不間斷的加工流程，客戶不需要解決端口配置的問題，這便是阿庫為其整個(gè)矯平機(jī)和去毛刺機(jī)產(chǎn)品組合配備視覺機(jī)器人的原因。對于已擁有FlatMasterR 或EdgeBreakerR 客戶，阿庫可以提供機(jī)器人加裝服務(wù)，將機(jī)器人技術(shù)很好地應(yīng)用到每臺設(shè)備上，安裝后阿庫將繼續(xù)通過全球服務(wù)向客戶提供技術(shù)支持和服務(wù)。