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使用紧凑型工业机器人来提高生产率!

2020-9-4 17:31:26  797 智能机器人 控制器 编程
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本帖最后由 o_dream 于 2020-9-4 17:33 编辑

是什么使机器人无法像同事机器人那样以较小的规模进行大规模部署,为什么会有所改变? 通过KUKARobotics Corp.的这些示例机器人,以机械臂的形式了解变化的发生方式。

大型制造商长期以来一直使用专用的工业机器人来提高其生产线的效率和生产量,从而获得了较小的操作无法匹敌的成本优势。 但是工业机器人不再只限于大规模生产。现在,可以使用更小的通用机器人来提高各种操作的生产率,它们可以在最小至2平方英尺的工作空间中与人类并肩作战。

本文着眼于哪些因素使机器人无法像同事机器人那样以较小的规模进行大规模部署,为什么会有所改变。 然后,介绍了库卡机器人公司(KUKA Robotics Corp.)的机械手形式的示例机器人,并展示了如何将其应用于大型和小型设施。

机器人同时的兴起
历史上有几个因素将工业机器人技术限制在大规模操作中。一个主要因素是难以产生投资回报(ROI)。早期的工业机器人需要大量的设计工作并根据其任务进行定制。结果,它们只能处理狭窄的操作范围。由此产生的成本和灵活性不足,意味着该机器人必须提供比手动方法更高的效率和吞吐量,并在大批量生产线中使用以证明其实施的合理性。中小型设施很少会满足这种条件。

为了最大程度地提高收益,大多数用于大规模操作的工业机器人也趋向于大型,快速,使用材料并以超出人类能力的速度工作。机器人的动量可能很高,足以伤害甚至杀死在移动路径上被撞的任何工人。为了确保工人的安全,大型工业机器人需要隔离在带互锁装置的笼子或其他障碍物后面,以防止人员进入其工作空间。
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紧凑型机械手的引入,例如KUKA Robotics的AGILUS KR 3 R540,为工业设施管理人员提供了更多选择。这些设备提供了通用的现成平台,以相对适中的成本提供了可观的操作灵活性。 这些通用平台与合适的末端执行器附件(例如安装在机械臂末端的抓爪或工具)相结合,极大地扩展了可以创建机器人系统以产生合适的ROI的活动范围。 此外,这些机械臂的初始应用到期时,可以很容易地为它们的不同运动进行编程,或用不同的末端执行器机制重新设计用途,从而扩大了其投资回报潜力。
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这些紧凑型工业机器人手臂的另一个关键特征是它们可以安装在紧凑的工作空间中并与现有生产成果整合的能力。 不同于大型制造工厂中的表兄弟,紧凑型机器人还可以充当人工操作员的伙伴,而不是替代它们。这种紧凑型协作机器人(或协作机器人)设计用于在物理上紧密地与人类协作,而无需防护笼或其他类似的障碍物,以使机器人在步伐不断变化时不会伤害到人类。 与传统的工业机器人相比,紧凑型机械臂的重量更轻,移动速度也更慢,从而使紧凑型机器人可以停止接触,从而最大程度地减少了受伤的可能性。此外,他们通常内置有接近传感器,以帮助完全避免碰撞。

越来越多的供应商已经开始针对中小型企业生产紧凑型工业机器人手臂。 一个典型的例子是KUKARobotics AGILUS系列,它具有三个版本。 前面提到的AGILUS KR 3 R540是最小的。它的工作面积只有2平方英尺,可处理的最大载荷为3公斤(kg),因此非常适合众多组装和物料搬运应用。 AGILUS KR 6 R900-2的最大承重量为6公斤,AGILUS KR 10 R1100-2的最大承重量为10公斤。 这三者的整体外形和行为均相同,并且以套件形式提供,并配有控制器单元和手持式操作员单元,用于控制,监视和编程机器人的活动。

像许多机械臂一样,AGILUS设备具有六个移动轴:旋转基座(A1),基座臂(A2),连杆臂(A3),可旋转(A4)和弯曲(A5)的直列手腕 )以及安装了末端执行器装置的旋转安装法兰(A6)。 轴A2至A5一起工作,以将手腕的中心定位在垂直操作轮廓内的任何位置,如图4(a)所示,而旋转底座可以将垂直轮廓引导到手臂周围的几乎任何位置(图4(b))。 如图所示,可以将末端执行器附件的重心从该位置偏移。 该臂可根据需要安装在地板,长凳,手推车,墙壁或天花板上,而不会妨碍操作。
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传统上,工业机器人通常与大型工业设施相关联,这主要是由于成本,复杂性和安全性。 但是,从简单的定位到绘制复杂的形状,不断重复的重复性任务对于紧凑型工业机器人在经济上变得可行。

凭借其有限的空间需求,简化的编程,降低的成本以及能够轻松,安全地集成到以人为中心的现有工作流程中的能力(而无需物理障碍),此类机器人能够在不中断的情况下优雅地加入工作队伍。现在,工业自动化不再仅仅用于财大气粗的大型,大批量操作:小型工厂操作也可以采用机械手。

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