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　　四軸機(jī)器人在機(jī)床旁的組織崗位

　　國際金屬加工網(wǎng)

　　先進(jìn)制造 ◇ 系列技術(shù)講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中國機(jī)器人行業(yè)典型研討會(huì)

　　圓周運(yùn)動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展和應(yīng)用主要是在機(jī)器人技術(shù)和智能化各方面展開探討，除此之外，活下肢機(jī)器人技術(shù)正越來越涉及場效應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)。這里讓我們看看有關(guān)活下肢方案的介紹。

　　活下肢機(jī)器人一般也叫作四軸機(jī)器人，其制造商已經(jīng)開始積極地尋找更大的塑膠加工市場。那些機(jī)器人越來越被認(rèn)為是一種很好的選擇方案，不僅能為注模制造搬運(yùn)鉆孔，而且能做有關(guān)吹塑、熱成形和增強(qiáng)塑膠流程等各方面的輔助組織工作。

與直線機(jī)器人所展開的近地點(diǎn)上的圓周運(yùn)動(dòng)不同，活下肢機(jī)器人能通過采用帶有轉(zhuǎn)動(dòng)下肢的雙重肩膀把它們肩膀終端產(chǎn)品的輔助工具從兩個(gè)位置移動(dòng)到另兩個(gè)位置，這種活下肢式的運(yùn)動(dòng)被形容成“擬人化”，也就是說，那些機(jī)器人的表現(xiàn)有人類的特征，特別是像肩膀和小腿的運(yùn)動(dòng)。

　　在研究機(jī)器人時(shí)，組織值班人員面臨的挑戰(zhàn)并不見得是要得到兩個(gè)能在任何時(shí)間做任何事情的機(jī)器，而是要在情況的需求和設(shè)備的能力之間找到最好的契合點(diǎn)。以下的內(nèi)容將詳細(xì)敘述若干個(gè)應(yīng)用場合，包括四軸機(jī)器人肩膀終端產(chǎn)品輔助工具實(shí)用性的開發(fā)。其次，也對若干個(gè)專門為塑膠加工業(yè)而開發(fā)的四軸機(jī)器人展開評價(jià)。

　　AMS公司讓四軸機(jī)器人上崗

美國AMS（Delphi）汽車控制系統(tǒng)公司最近為其在俄亥俄州Vandalia的內(nèi)部控制系統(tǒng)制造廠添置了16臺注模機(jī)，和那些機(jī)器一起來的有16個(gè)機(jī)器人，全部都是明尼蘇達(dá)州Rochester Hills的發(fā)那科機(jī)器人公司出品的。那些控制系統(tǒng)是該廠采用活下肢機(jī)器人從注模機(jī)運(yùn)載鉆孔的第一次嘗試。

　　AMS公司須要的是完全智能化的搬運(yùn)鉆孔控制系統(tǒng)。該公司接收了大量的訂單，需制造各種車窗液晶、插入件和車輛Amarin，它所要的智能化控制系統(tǒng)不僅要靈巧，而且要重復(fù)性好。另兩個(gè)促使公司決定要活下肢機(jī)器人的因素是公司還必須遷就廠房低的問題。

　　整個(gè)控制系統(tǒng)包括11臺M-16iT高架近地點(diǎn)加裝式的機(jī)器人，在1500t注模機(jī)上組織工作，5臺S-20基座式機(jī)器人，在3000t的注模機(jī)上組織工作，M-16iT機(jī)器人加裝在1500t注模機(jī)的底下運(yùn)載汽車窗內(nèi)液晶和地圖盒。

M-16iT采用旋轉(zhuǎn)軸（或者叫活下肢）展開運(yùn)載、運(yùn)載和后處理組織工作。它采用一直帶子重新功能定位，能做出靈巧得像人類一樣的姿勢。

　　有了四軸自由度，機(jī)器人能繼續(xù)執(zhí)行操作方式人員的指令。大絕大多數(shù)的運(yùn)轉(zhuǎn)，從鉆孔旋轉(zhuǎn)到復(fù)雜的鉆孔放置和裝配都能展開，完全不須要其他昂貴的防護(hù)裝置等。近地點(diǎn)加裝式的好處是簡化了肩膀終端產(chǎn)品的輔助工具實(shí)用性。在某些情況下，那些輔助工具能在組件運(yùn)行之間共享。機(jī)器人肩膀相當(dāng)靈巧，能從機(jī)器的底下或者側(cè)面抽出鉆孔。

　　四軸S-420機(jī)器人的凈載重量上限為175kg。S-420有比較大的組織工作罩和兩個(gè)能轉(zhuǎn)360°的小腿，方便操作方式大型組件。

對于大絕大多數(shù)情況來說，M-16iT主要是做龍門寄件機(jī)的組織工作。當(dāng)注模機(jī)開啟時(shí)，M-16iT進(jìn)入盒形，抽出鉆孔，把它們放到傳輸機(jī)上運(yùn)走。在某些地方，這一簡單的抽取姿勢還伴隨著增值各項(xiàng)任務(wù)，譬如管則、熱處理等。當(dāng)須要增加某一項(xiàng)各項(xiàng)任務(wù)的時(shí)候，機(jī)器人會(huì)把每個(gè)鉆孔放到固定的加熱或材料切削前面。由于機(jī)器人有了這種靈巧處理鉆孔的能力，所以對于二次操作方式它也能協(xié)調(diào)功能定位。

　　至3000t級注模，機(jī)器由于廠房高度不夠，不能用頂部加裝的機(jī)器人，AMS公司采用S-420機(jī)器人做抽取大型車窗內(nèi)液晶和汽車內(nèi)外圓型的組織工作。S-420機(jī)器人加裝在每臺機(jī)器的旁邊，很容易做完兩件組織工作再做另兩件組織工作而不會(huì)中斷制造。

　　RXplastics機(jī)器人可繼續(xù)執(zhí)行雙重各項(xiàng)任務(wù)

南卡羅萊納州Duncan的Stubli公司出產(chǎn)的RX活下肢機(jī)器人已經(jīng)在塑膠加工領(lǐng)域繼續(xù)執(zhí)行運(yùn)載、快速搬走鉆孔、清理注入口、模內(nèi)裝飾、抹膠水、涂粉、上色、裝配、檢查和包裝袋等各項(xiàng)任務(wù)。

　　Eimo Americas公司在德克薩斯州和明尼蘇達(dá)州共有４個(gè)按要求定做的注模煉鐵廠。這幾個(gè)注模煉鐵廠原來歸Triple S Plastics所有，服務(wù)于各行各業(yè)?，F(xiàn)在，Eimo的60%的業(yè)務(wù)是做手機(jī)的窗口、外殼以及無線通訊業(yè)的其他構(gòu)件。

　　Eimo最近加裝了Stubli公司的新型機(jī)器人在其德克薩斯州Georgetown廠的智能化單元里做進(jìn)料、修管則、包裝袋手機(jī)窗等。此后公司又增購了10臺同樣的機(jī)器人。此類機(jī)器人的性能使員工們確信她們在向智能化邁進(jìn)各方面做了正確的選擇。

從一開始，控制系統(tǒng)組織值班人員就認(rèn)為場效應(yīng)智能化對許多客戶來說應(yīng)該總是最合算的解決方案。于是，她們并不是簡單地去尋找兩個(gè)能夠滿足用戶她們當(dāng)時(shí)特定須要的機(jī)器人，而是要找到能滿足用戶她們尚未確定的、將來組織工作智能化須要的、有靈巧性的機(jī)器人。Stubli公司新近推出的RXplastics機(jī)器人系列有3種類型：RX130plastics的負(fù)荷量為25kg，小腿最長伸展為2185mm; 另外兩種比較小的型號，是RX60plastics和RX90plastics。機(jī)器人控制器用SPI（及Euromap 12）接口軟件展開預(yù)運(yùn)載，以協(xié)調(diào)機(jī)器人和注模機(jī)的姿勢，特別是彈出器的功能。據(jù)稱還有用戶圖示接口，采用起來十分方便。

機(jī)器人必須在等級為100的絕塵室內(nèi)組織工作。下肢速度可達(dá)1125°/s。每臺機(jī)器人采用JCS齒輪箱，為機(jī)器人提供零后沖的行程。如果機(jī)器人在兩個(gè)位置之間過度加速，則可能出現(xiàn)后沖。當(dāng)它停止時(shí)必須自我調(diào)整，因?yàn)檫@會(huì)引起其輕微抽動(dòng)。

　　毛邊處理、物料搬運(yùn)展示

2003年初，在Anaheim的Plastec West 展覽會(huì)上，明尼蘇達(dá)州Auburn Hills的Robotic Production Technology公司展出了其四軸機(jī)器人在塑膠毛邊處理和物料搬運(yùn)各方面的能力。該公司也提供激光修邊和鉆孔、刳刨修邊、超聲波焊接和分配的設(shè)備控制系統(tǒng)。RPT公司的一種小型四軸機(jī)器人裝備有場效應(yīng)裝置和，模擬處理制冷機(jī)蓋毛邊的情況。該場效應(yīng)裝置能補(bǔ)償鉆孔的收縮和膨脹，在沿著吹模鉆孔或注模鉆孔上的曲線或90°接合線運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，場效應(yīng)是不變的。

　　智能化毛邊處理過程據(jù)稱能提高邊角的質(zhì)量。與手工操作方式比較 ，也減少了廢料。另外，由于自動(dòng)過程消除了手工修邊和切削，所以也消除或減少了員工患腕骨綜合癥的風(fēng)險(xiǎn)。RPT還為若干個(gè)家制造商提供了修邊控制系統(tǒng)。

　　RPT還有物料搬運(yùn)單元，是由兩個(gè)四軸機(jī)器人搬運(yùn)兩個(gè)塑膠容器。模具工人能用機(jī)器人運(yùn)載對手工運(yùn)載來使模具的開關(guān)時(shí)間保持一致，提高其產(chǎn)品質(zhì)量。

　　機(jī)器人也能用于繼續(xù)執(zhí)行二次操作方式，譬如管則、處理毛邊、貼標(biāo)簽、包裝袋或裝卸貨盤等。機(jī)器人能運(yùn)載多部機(jī)器，煉鐵廠能靈巧布局。

　　四軸機(jī)器人的肩膀終端產(chǎn)品輔助工具實(shí)用性（EOAT）提出了挑戰(zhàn)

肩膀終端產(chǎn)品輔助工具實(shí)用性代表了對活下肢機(jī)器人的唯一挑戰(zhàn)。那些五軸和四軸的機(jī)器人的靈巧性使得一些特別的應(yīng)用場合成為可能，譬如皮和某些插入制模等笛卡爾機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)所不能辦到的事。據(jù)俄亥俄州Xenia的SAS Automation公司稱，雖然只有比較小一部分注模機(jī)的智能化采用活下肢機(jī)器人，但機(jī)器人和肩膀終端產(chǎn)品輔助工具實(shí)用性的正確結(jié)合，對經(jīng)濟(jì)的、大容量的、多班制的塑膠加工是管用的。

　　在那些應(yīng)用場合，肩膀終端產(chǎn)品輔助工具實(shí)用性的設(shè)計(jì)必須要有足夠的空間讓機(jī)器人的肩膀伸展開來，大絕大多數(shù)的輔助工具都要能從上面或側(cè)面進(jìn)入到制模壓力機(jī)里。肩膀終端產(chǎn)品輔助工具實(shí)用性一般應(yīng)該不那么復(fù)雜，因?yàn)闄C(jī)器人在單元內(nèi)提供了雙重的精確運(yùn)動(dòng)。

那些機(jī)器人大絕大多數(shù)并不帶有標(biāo)準(zhǔn)閥門包，這必須再行添置以便實(shí)施肩膀終端產(chǎn)品輔助工具實(shí)用性功能。雖然為注模制造編程很復(fù)雜，但這已經(jīng)在改進(jìn)并將增加可應(yīng)用的場合。

　　SAS公司說，肩膀終端產(chǎn)品輔助工具實(shí)用性和活下肢機(jī)器人配套設(shè)備的其他優(yōu)點(diǎn)還包括經(jīng)過提高了的管則切削、毛邊處理、與夾具的接口等組織工作能力。

　　UP機(jī)器人的通用性和速度

　　據(jù)稱，俄亥俄州West Carrollton的Motoman公司新近推出的UP20四軸機(jī)器人對裝配、看護(hù)機(jī)器、物料搬運(yùn)、材料切削（如毛邊處理）、分配等都挺適合。UP20機(jī)器人凈載重量為20kg，伸展1658mm，重復(fù)性為±0.06mm。 該機(jī)器人須要的加裝空間很小，加裝在地板、天花板和墻上都行。UP20機(jī)器人最適合于運(yùn)載塑膠注模機(jī)，尤其是在須要采用復(fù)雜姿勢從模具里抽出鉆孔時(shí)。

UP20在后運(yùn)載運(yùn)轉(zhuǎn)中也很有靈巧性，很適合于做毛邊處理和表面拋光的組織工作——即使是在有不平的表面和造型復(fù)雜的鉆孔上。機(jī)器人還能再裝備能自動(dòng)調(diào)節(jié)位置的裝置，以對平的、凹凸波浪形的或不規(guī)則的表面都保持穩(wěn)定的壓力，這樣其靈巧的優(yōu)點(diǎn)就會(huì)進(jìn)一步得到加強(qiáng)。

　　機(jī)器人還能裝備鋸子或其他切削裝置，能用來從注模塑膠鉆孔上移走流道。

　　新近推出的四軸UP6R自加裝式機(jī)器人也能運(yùn)載和運(yùn)載注塑機(jī)。加裝在固定的板上減少了對地板空間的需求。此四軸機(jī)器人可用于在注入塑膠之前須要先把鑲嵌物放到模具里的模制場合。UP6R機(jī)器人也能做復(fù)雜的姿勢，須要時(shí)也能把鉆孔從模芯拿走。

Motoman公司還有UPG地板加裝式機(jī)器人，從非操作方式工一側(cè)進(jìn)入注塑機(jī)。此四軸機(jī)器人為去管則、裝配、打印、熱印、裝袋、檢驗(yàn)等下游設(shè)備提供相關(guān)操作方式。

　　UP6R和UP6機(jī)器人都有6kg的凈載重量。UP6R有1523mm的伸展，UP6有1373mm的伸展。兩種機(jī)器人的重復(fù)性均為±0.08mm。

　　Motoman公司最近與羅得島州Cranston的Yushin公司建立了合作關(guān)系，Yushin將為Motona添加兩個(gè)銷路，允許Yushin提供Motana的活下肢機(jī)器人及其橫向機(jī)器人系列。

威斯康星州新柏林市ABB Flexible Automation公司的IRB 4400是一種小巧型機(jī)器人，有從中型到重型的搬運(yùn)容量。它能搬運(yùn)60kg以下的負(fù)荷或者以非?？斓乃俣劝徇\(yùn)45kg 以下的負(fù)荷，能展開物料搬運(yùn)、機(jī)器看護(hù)、磨削、拋光、裝配、噴霧和切削等組織工作。IRB 4400L/10機(jī)器人肩膀很長而小腿纖細(xì)，適合于做抹膠水和密封的組織工作。

　　( 文章來源：互聯(lián)網(wǎng) )

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