文/Andreas Hellriegel·阿庫機械制造有限公司

在標準化流程中，自動化設備，特別是“機器人同事”已不再是生產(chǎn)車間里的陌生者。然而，當遇到尺寸不同、形狀各異的工件時，機器人的程序設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，使用機器人生產(chǎn)的經(jīng)濟性就會越低，而阿庫研發(fā)的“有眼機器人”恰恰為這一難題給出了解決方案。

單班制，“有利可圖”

“有眼機器人”也稱視覺機器人，如圖1所示，它的核心部分是它的攝像技術，可以單獨對每批工件進行掃描、檢查尺寸并調(diào)整手臂動向。只要工件的形狀、尺寸和重量在一定范圍內(nèi)，就無需對機器人進行額外編程，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)濟性地實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。效率的提升很快便顯現(xiàn)出來，即使加工批量較小，自動化生產(chǎn)也不再是一個投資回報率較低的舉措。視覺機器人通常在一班制生產(chǎn)中就能得到回報。

圖1 “有眼機器人”

流程控制，自主可靠

視覺機器人不僅操作靈活、性能可靠，而且全程自主運作，無需人工監(jiān)控，如圖2所示。由于集成了流程控制系統(tǒng)，當前流程數(shù)據(jù)的抽測可以直接在筆記本電腦上完成，當托盤上的工件加工完畢時，程序會自動停止。同時，抓具在過載或零件被卡住時也會中斷操作，即使機器人因為零件尺寸的改變而需要不同的抓具，它也可以自行從更換站中選取、更換。

圖2 視覺機器人自主運作

視覺機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。當工件重量超過30kg時，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行搬動，而對于機器人來說卻是輕而易舉。該機械手可以拿舉100kg的重量并自由旋轉(zhuǎn)，拿舉工件厚度可達50mm，因此也適用于處理更多種類的鈑金件。一旦鈑金件放入機器人的識別區(qū)域內(nèi)，視覺系統(tǒng)將完全自動接管，無需二次編程。

一個流程，一個解決方案

為了使視覺機器人能夠充分發(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)部基礎設施進行了真實條件下的試運行：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器人進行不斷測試和優(yōu)化，如圖3所示，如對機械手進行調(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FlatMaster的輥道上，收到工件后，矯平機便立即開始矯平流程，無需人工進行位置調(diào)整。此外，研發(fā)人員還設置了一個倒轉(zhuǎn)程序，工件在矯平完畢后，被自動送回入料口處，依舊由機器人承擔下料和堆垛工作。

圖3 視覺機器人測試和優(yōu)化

整個生產(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，通過控制面板進行幾項設置來啟動自動矯平工序，總時間僅為2min左右，即便是拿取全新樣式的工件，也無需再次編程。

圖4 人工準備待加工件

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

這項研發(fā)的目標是提供一鍵式連續(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矯平機和去毛刺機產(chǎn)品組合配備視覺機器人的原因。對于已擁有FlatMasterR 或EdgeBreakerR 客戶，阿庫可以提供機器人加裝服務，將機器人技術很好地應用到每臺設備上，安裝后阿庫將繼續(xù)通過全球服務向客戶提供技術支持和服務。