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怎样将非标自动化经验应用到机器人自动化

  所谓的“机器人自动化”是指以多关节工业机器人为中心实现工业自动化生产的模式。它与传统的非标自动化生产设备相比有其独特的特点,了解这些特点,发挥机器人的优势是非标自动化工程师的一直想了解的。




  一、前言


  非标自动化设备的开发更多的依赖于设备的设计工程师的经验:对客户需求的分析和理解,对产品生产工艺的分析,对自动化动作的分解以及工程师设计经验的积累。

  经验的积累不是一日之功,这也就决定了非标设备设计投入的人力成本的高昂性。

  但这也给非标自动化企业带来了难以替代的竞争优势。

  机器人自动化带来的是非标设计工作量的大量减少,只需要合理设计手爪、dress、一些相对标准的周边设备,就能完成复杂的自动化功能。

  这使得企业能以同样的人力成本完成更多的生产线的设计安装和调试,实现企业的规模扩张。

  有着非标设计经验的工程师要了解机器人自动化的特点,了解机器人本体的应用特点,就能更好更快的过渡到机器人自动化的应用思维中。




  二、机器人自动化规划的一般过程


  需求分析>>生产工艺分析>>明确机器人功能模块(机器人完成哪些动作)>>明确标准周边配置>>方案布局>>手爪构想>>方案仿真>>标准周边构想>>节拍仿真>>详细设计。

  上面是机器人自动化的一般设计过程,可以看出它比非标设计多出了仿真的环节,因为机器人是一个可以动的标准设备,动作范围(可达性),负载和动作能力(节拍)是其核心能力,机器人的选型也正是依赖于此。

  很好的把握仿真环节,能极大的减少设计构思工作的复杂性,减少对非标设计经验的依赖。

  机器人自动化把设计工作的焦点集中到了机器人手爪的设计,而手爪设计中更多依赖于选择合适的手指气动和电动元器件,设计工程师只要合理设计联接结构。

  工程师原来需花大量精力设计机械结构,校核强度刚性,现在却只需选用合理的动作元器件实现功能,其他的动作都交个仿真工程师来完成了。

  节拍的规划也交给机器人仿真工程师,甚至可达性布局也可以由机器人工程师提出参考值。帮助设计工程师确定最优化的布局。

  机器人自动化工作站的设计图纸的量仅仅只有非标设计图纸量10%到20%,光是从这一点就可以评估两者最大的区别。




  三、以机器人为中心规划自动化


  机器人本身是一个标准设备,稳定性是它最大的优点,就像气缸和减速电机一样无需了解其内部构造也能成功应融入自动化设计中。

  缺点是机器人的造价比非标设备贵。但是通过合理分配动作节拍,一台机器人可能完成2台、3台甚至多台非标设计专用设备的功能。

  用一台机器人替代多台专机的造价,不仅项目总体成本不会贵太多,而且在安装、调试阶段非标设计会花费更多的调试人工,试运行阶段也会有更多的调整优化任务人工。

  据统计一个非标自动化为主的项目设计、安装、调试的人工成本能占到项目成本的25%,而机器人自动化为主的项目花费的人工成本能减少1/2甚至2/3。

  而机器人的稳定性大大优于要依赖于具体设计工程师经验的非标设备,项目后期(调试优化、改造阶段)需要企业“铺”在现场的人员大大减少,节省下来的有经验的工程师能有更多时间投入新项目的设计。




  四、从非标自动化设计过渡到机器人自动化专家


  机器人自动化需要深刻理解机器人能做什么和擅长做什么专家。有经验的非标设计工程师想成为这样的专家并不难。

  但是需要打破对实现自动化方案的习惯性思维,了解机器人,理解和分析机器人应用实例。

  从熟悉和了解机器人能做什么?擅长做什么开始,优先分析和思考用机器人完成更多的动作和功能;

  打破什么都想用机械结构来实现的思维定势;

  机器人的每一个关节动作都可以利用,而不仅仅是末端法兰才能用。设想下在机器人手臂上装个吸盘也能完成工件和附件的搬运吧;

  吸、夹、卡、怼都能设计到手爪中,熟悉和了解专门为机器人自动化设计的手指标准件;

  参观尽可能多的机器人应用实例。上海发那科机器人有限公司有个几十台机器人应用实例的展示场,多看多了解多借鉴,多和机器人应用工程师交流。

  了解机器人和工业视觉系统的结合应用,了解视觉跟踪,直线跟踪,三维视觉等柔性化应用。设计中减少工夹具定位,减少随行工装夹具,让传送装置结构简单化,都是优化项目成本的有效手段。




  五、结束语


  非标设计工程师本身有非常资深的非标设计经验,将这些经验成功应用于机器人手爪设计,同时充分了解多关节机器人的应用特点,发挥机器人稳定性的优势,将给工业自动化设备企业带来快速发展的机会。


  如果您有这方面的经验,欢迎后台留言分享。

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