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CIMT2021部分工業機器人展品評述
2021-07-08 13:44:06

要提高制造業的自動化水平,助力全行業向智能化邁進,工業機器人的配套必不可少。本文主要就CIMT2021部分工業機器人展品進行評述,並概括介紹工業機器人與機床配套應用技術的發展趨勢。

 

一、部分展商及展品

 

1. 廣州數控設備有限公司

   

廣州數控重點演示了工業機器人與視覺系統配合進行相關作業。

 

13D視覺搬運演示單元

 

該單元由GSKRB50工業機器人配合3D視覺系統等構成,能完成對各種無序擺放工件的抓取,可靈活應用于各領域的上下料作業。

 

RB50是廣數自主研發的中負載工業機器人,電機、驅動、系統、減速器等四大核心零部件全國産化。采用電機後置的結構方式,通過傳動軸、齒輪系等驅動末端運動,小臂、腕部等前部機構緊湊輕巧,使整機速度較高。同時,整機線纜全部內置,防護性能好,更利于在有粉末、飛濺的惡劣環境下作業。

 

該機器人額定負載50kg,臂展1950mm,重複定位精度±0.05mm,廣泛應用于打磨、抛光、機床上下料、沖壓、搬運等。

2RB165搬運演示單元

 

該單元使用一台GSKRB165A1工業機器人,配合視覺裝置及夾具完成對工件精准抓取、擺放,可靈活應用于各行業領域的上下料、碼垛及輸送作業。機器人和視覺定位准確,是進行穩定、高效生産的重要保證。

 

RB165A1機器人使用平衡缸设计,减小电机和减速器的负荷输出要求,增大機器人的有效负载。采用电机后置的结构形式,减轻機器人末端重量,提高有效负载。各主要部件经过有限元优化分析以及动力学分析,进行轻量化设计,在保证機器人本体刚度的同时减轻本体重量。采用广数专门研发的大功率高速电机和驱动,自主研发的控制系統,機器人运动速度快、精度高。機器人可靠性好,曾在广汽集团的汽车生产线上和海尔集团的自动化生产线上应用,因其使用效果良好得到客户认可。

 

RB165A1機器人經系列化設計延伸出RB130RB210兩款機型産品,以滿足不同客戶的應用需求。額定負載165kg,臂展2463mm,重複定位精度±0.1mm,應用于搬運、點焊、打磨、雕刻等領域。

2. 埃斯頓自動化

 

埃斯顿展出了多款機器人本体及控制系統。

 

1  新一代折彎專用機器人ER80B-2565-BD

 

埃斯頓在應用成熟且市場占有率較高的钣金折彎領域,推出新一代折彎機器人ER80B-2565-BD,主要在機器人控制系統进行性能优化和提升,采用新一代控制器及振动抑制算法,大幅度提升機器人精度和速度。拥有丰富的折弯工艺软件包。基于人机工程学的機器人设计,使ER80B-2565-BD動作更柔順,全新白色塗裝工藝,兼顧工業實用與美學的統一。

 

2)新一代沖壓專用機器人ER15-1520-PR

 

這是埃斯頓最新發布的沖壓機器人,應用于沖壓上下料工序。新款機器人采用高性能動力學模型,全新的速度規劃和振動抑制算法,大幅度提高速度和穩定性;優化手腕結構設計,J1軸采用中空設計,充分考慮沖壓工作環境中動作範圍大,頻率快的特性。同時ER15-1520-PR配備成熟的沖壓工藝軟件包,簡單易用的操作界面,靈活的工藝配置。具備安全監測機制,保證交互和配置的正確性。

 

3)埃斯頓全資子公司CLOOS七軸高柔性焊接機器人

 

七軸機器人QIROX爲六軸關節型機器人QRC-410-E的延伸機型,可選配的第七軸既可以直接安裝在機器人底座上,也可以安裝在機器人變位機上,擴大了機器人的工作範圍,使焊槍處于最有利的施焊位置。

 

4)埃斯頓新升級ER6-1450-H焊接機器人

该焊接機器人采用新一代機器人控制器及振动抑制算法,在速度、精度、轨迹规划方面均有大幅度提升。运行速度相比上一代产品提升30%

 

3. FANUC(發那科)機器人

 

1CNC-QSSR

 

快速簡便啓動自動化Quick & Simple Start-up of Robotization (QSSR) 功能,可實現機器人與數控機床的快速連接與設定,減少系統集成時的連接與調試時間。它基于發那科機器人接口功能,內置了機器人與加工中心的信號交互系統和人機交互界面,並爲客戶提供了一系列標准化模塊,客戶僅需提供夾具、機器人手抓和加工程序,就能進行自動化生産。機器人與機床的連接迅速簡單,機器人的編程操作更容易,甚至可以通過數字仿真技術自動生成機器人運動軌迹和程序,無需人工參與編程即可控制機器人進行自動化作業,並在工作過程中自動避開幹擾物。

 

只需要一根網線即可簡單地實現機床和機器人的連接;通過CNC和機器人屏幕上的引導功能進行通信設置。

 

使用G-code功能簡便地創建機器人程序,便于機床操作者操作機器人;用機床操作者熟悉的系統G代碼程序控制機器人上下料;利用機床的手脈進行定位,可以在CNC中指定特定通過點,一鍵生成機器人程序。

 

QSSR自動路徑:自動生成機器人程序

 

只需要指定起點和終點,即可自動生成可避免機床碰撞的軌迹;生成的程序由CNCM代碼調用。

2)發動機螺栓擰緊及視覺檢測

 

FANUC推出新款協作機器人的發動機螺栓擰緊及視覺檢測系統展示單元,配合智能視覺,機器人能自動進行螺栓擰緊,不需要人工編程。因爲協作機器人具備力矩反饋功能,因此不需要增加力矩傳感器也可以自動進行擰緊姿態調整。其新型控制器,體積小,重量輕,單人可搬運。

3)壓鑄單元全自動化系統

 

壓鑄單元全自動化系統使用了4台機器人進行自動化作業,包括1M-20iB 251M-710iC 702M-20iD 25機器人。工序順序是:先用M-20iB25機器人給壓鑄機上料,壓鑄後用M-710iC 70機器人取出工件,先後進行壓鑄機去渣包及風冷工序,然後把工件放進壓鑄件伺服切邊裝置切除料柄,再由一台M-20iD 25機器人取出工件進行去毛刺工序。去除加工面飛邊後,由另一台M-20iD 25機器人抓取工件進行毛坯面去毛刺,最後上料至機床進行加工。從壓鑄上料、去渣包、風冷、切除料柄、加工面去毛刺、毛坯面去毛刺,到加工機床上、下料,整個作業流程實現完全自動化。

其中壓鑄機器人M-20iB 25采用內走線的本體結構,電機、電纜不外露,防護等級可達IP67,適用于多種較惡劣環境。該機臂展長,負載能力大,本體重量輕。M-710iC 70FANUC老款經典通用機器人,常用于搬運、碼垛、焊接、裝配等,與50kg機器人M-710iC 50是同一系列産品,屬于衍生款。M-20iD 25FANUC新款主打機器人,456軸采用齒輪傳動,結構緊湊,重量輕,成本低,而且小臂和手腕具備φ57mm的中空直径,可防止线缆卡住和磨损,减少线缆与设备的缠绕,本体可以实现与焊接機器人通用,但是齿轮的加工和装配要求较高。经过全新升级后,外观简洁、大方、美观,采用细长弯曲大臂设计,可以减少干扰,节省空间,适合在拥挤的生产环境中使用。

 

FANUC機器人系统具备软浮动功能,在機器人抓取工件进行去渣包和去毛刺的时候可以保持恒力工作。

 

加工面去毛刺機器人末端有一旋转气缸,通過旋转气缸变换工具可以实现去毛刺和零件抓取两种动作。機器人末端同时集成了二维视觉传感器和六维力传感器,通過视觉识别,機器人可以自动生成去毛刺工作轨迹,通過力传感器的力反馈,实现浮动去毛刺,让機器人自动进行姿态调整,保证在去毛刺过程中,切削力大小稳定,倒角一致。

 

毛坯面去毛刺機器人,夹持工件利用浮动铣刀和浮动锉刀进行毛刺去除。

通過Smart LINK SCADA数据采集及监控系统,可以采集生产单元的機器人信息、机床信息、压铸岛生产信息、压铸机工艺信息等,进行远程监测和调控。

 

4)機床與機械手集成方案

 

FANUC也推出了機床與機械手的集成方案,將機床上下料機械手的控制功能模塊內嵌于CNC中,可用CNC對機械手進行編程控制,調整機械手的動作,輕松實現工件上下料的自動化,並提高易用性。目前推出的方案,只能對只有一兩個軸的簡單機械手進行點到點動作控制,用于工件的搬運工作,不能進行軌迹的控制。

4. SIEMENS(西門子)

 

西門子此次參展的主題是“數字化企業——讓機床制造業更進一步”,數字化設計及生産是其主要展示內容。

 

西门子系统機器人与机床集成解决方案有四种:

 

1)机床与機器人各自有独立的控制系統,機器人编程由機器人系统完成,机床系统内部集成了便于与機器人通讯的PLC I/O通讯接口,能快速便捷地实现機器人和机床的连接。一般适用于机床工件上下料应用,支持所有品牌的機器人。828D840Dsl系統均可滿足應用。

2)機器人不带自身的控制系統,机床系统的SINUMERIKOperate直接完成機器人的操作编程,通過一个中间的PLC向機器人发送指令,控制機器人动作。能实现一些简单的动作,一般适用于机床工件上下料应用,支持KUKA的機器人。828D840Dsl系統都可滿足應用。

 

3)機器人不带自身的控制系統,通過数字双胞胎技术,在电脑上用CAM为机床和機器人编程,然后发送至机床控制系統,再通過中间处理器向機器人发送指令,控制機器人动作。通過运动控制层连接,能实现连续轨迹和复杂的动作控制,精度较高,适用于机床上下料和工件加工。支持KUKA、史陶比尔的機器人。只有840Dsl系統可以滿足使用。

 

4)无需機器人控制器和中间处理器,编程后直接由机床系统控制機器人动作,将機器人控制系統和机床控制系統完全合成一体,实现機器人运动链全集成,能实现连续轨迹和复杂的动作控制,精度较高,适用于机床上下料和工件加工。支持COMAUMABI的機器人。只有840Dsl系統可以滿足使用。

 

二、發展趨勢

 

机床与機器人高度集成是本次展会的一大亮点和重点。从展会展品不难看出,当前制造技术发展的趋势是:提高自动化水平、广泛应用数字化技术、采用网络化管理、向智能化迈进。如何将機器人和机床高度集成,降低機器人编程难度,或自动生成機器人程序,控制機器人自动工作等,是实现自动化、智能化生产的新趋势。在CIMT2021展會中,FANUC、三菱電機、SIEMENSDMG MORI都展出了机床与機器人高度集成的系统和方案。

 

提高機器人控制系統和机床系统的通讯性,甚至将機器人系统和机床系统集成在一起,可以节约成本,同时增强機器人和机床的沟通与协作能力,使集成方案更加稳定可靠,这也是国内相关企业努力的方向之一。

 

加强工艺软件包的开发势在必行。现在客户的需求不仅仅是一个好用的機器人,而是一套实用的解决方案,这往往涉及到相关领域的工艺问题,需要开发如冲压软件包、焊接软件包、折弯软件包等工艺软件包,配合机床高效生产。

 

为了提高生产线的自动化、智能化程度,提高生产线的可靠性、稳定性,协调好機器人与周边设备的动作,实现定制化生产等,生产管理系统和数字双胞胎技术,将是今后必然的发展趋势。

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