“有眼机器人”——提升产能新选择

文/Andreas Hellriegel·阿库机械制造有限公司

在标准化流程中，自动化设备，特别是“机器人同事”已不再是生产车间里的陌生者。然而，当遇到尺寸不同、形状各异的工件时，机器人的程序设定通常会成为它们的短板，尤其是对于以激光加工或火焰切割加工为主的外协加工企业而言，工件的批量越小，使用机器人生产的经济性就会越低，而阿库研发的“有眼机器人”恰恰为这一难题给出了解决方案。

单班制，“有利可图”

“有眼机器人”也称视觉机器人，如图1所示，它的核心部分是它的摄像技术，可以单独对每批工件进行扫描、检查尺寸并调整手臂动向。只要工件的形状、尺寸和重量在一定范围内，就无需对机器人进行额外编程，可以连续取放尺寸不一、形状不同的工件。小批量的生产无需重新调整系统，可以经济性地实现生产自动化。效率的提升很快便显现出来，即使加工批量较小，自动化生产也不再是一个投资回报率较低的举措。视觉机器人通常在一班制生产中就能得到回报。

图1 “有眼机器人”

流程控制，自主可靠

视觉机器人不仅操作灵活、性能可靠，而且全程自主运作，无需人工监控，如图2所示。由于集成了流程控制系统，当前流程数据的抽测可以直接在笔记本电脑上完成，当托盘上的工件加工完毕时，程序会自动停止。同时，抓具在过载或零件被卡住时也会中断操作，即使机器人因为零件尺寸的改变而需要不同的抓具，它也可以自行从更换站中选取、更换。

图2 视觉机器人自主运作

视觉机器人的高效率特别彰显在人力无法胜任的重量级工件的上下料中。当工件重量超过30kg时，需要两名男子协同上下料或使用辅助装置如起重吊车进行搬动，而对于机器人来说却是轻而易举。该机械手可以拿举100kg的重量并自由旋转，拿举工件厚度可达50mm，因此也适用于处理更多种类的钣金件。一旦钣金件放入机器人的识别区域内，视觉系统将完全自动接管，无需二次编程。

一个流程，一个解决方案

为了使视觉机器人能够充分发挥其潜力，它将被无级融入矫平或去毛刺流程中。阿库利用了自己的内部基础设施进行了真实条件下的试运行：一年多来，工程师们在总公司所在地德国巴登巴登的矫平、去毛刺加工中心对视觉机器人进行不断测试和优化，如图3所示，如对机械手进行调试，使其磁性举臂可以识别托盘上的钣金垛，并正确抓举，然后将它们放置在精密矫平机FlatMaster的辊道上，收到工件后，矫平机便立即开始矫平流程，无需人工进行位置调整。此外，研发人员还设置了一个倒转程序，工件在矫平完毕后，被自动送回入料口处，依旧由机器人承担下料和堆垛工作。

图3 视觉机器人测试和优化

整个生产流程中，需要人工操作的部分仅限于矫平前将待加工钣金件堆叠在托盘上，一名员工将托盘放置在定义的抓取区域，如图4所示，通过控制面板进行几项设置来启动自动矫平工序，总时间仅为2min左右，即便是拿取全新样式的工件，也无需再次编程。

图4 人工准备待加工件

需要调整矫平设置时，可以储存之前的设置，在下次加工时通过条形码调出使用。由于在过程中要检测工件的平整度，机器人甚至可以在矫平后根据公差对零件进行分流。

这项研发的目标是提供一键式连续不间断的加工流程，客户不需要解决端口配置的问题，这便是阿库为其整个矫平机和去毛刺机产品组合配备视觉机器人的原因。对于已拥有FlatMasterR 或EdgeBreakerR 客户，阿库可以提供机器人加装服务，将机器人技术很好地应用到每台设备上，安装后阿库将继续通过全球服务向客户提供技术支持和服务。