Шестиосевые коботы: революция в автоматизации производства

Роботы с ограничением силы и мощности могут быть легче в развертывании, благодаря в части новым контроллерам

Достигли ли коллаборативные шестиосевые роботы точки перегиба в установлении своей ниши в производстве? И могли ли они открывать двери для производителей к принятию автоматизации в целом?

«Мы определенно видим растущий тренд к применению коллаборативных роботов», или коботов, сказал Клод Динсмор, генеральный менеджер сегмента общей промышленности и автопрома Fanuc America. «Роботы с ограничением силы и мощности в некоторых случаях могут быть легче в развертывании, и вдруг это поощряет людей смотреть на все области автоматизации. Для некоторых клиентов это чем-то вроде ворот».

Ворота или нет, коллаборативные роботы определенно в фокусе инноваций.

Швейцарская компания Stäubli Robotics недавно представила новые шестиосевые коллаборативные. Компании, уже устоявшиеся в секторе шестиосевых коллаборативных, как Fanuc, ABB и Denso, улучшают контроллеры и ПО мониторинга роботов. И клиенты Universal Robots находят инновационные способы использования их шестиосевых коллаборативных роботов.

Stäubli предложила новые роботизированные руки, с линией TX2 шестиосевых роботов, готовых к коллаборации. Компания также смонтировала один из своих TX2 роботов на автоматическое управляемое транспортное средство и назвала его HelMo.

«TX2 — наше новое поколение, работает с нашим CS9 (безопасностью) контроллером», сказал Себастьен Шмитт, менеджер дивизиона робототехники Stäubli North America. «Это наш ответ на коллаборативную среду».

Он указал на гибкость линии TX2, которую можно развернуть в огороженной ячейке или безопасно работать рядом с людьми, адаптируя скорость к операционной среде.

«Вам не нужно делать выбор: «Буду ли я использовать коллаборацию в своем производстве, или робота в ограждении? Не уверен еще». Нужно ли производство на полной скорости, что делает коллаборацию сложной, или нужно часто взаимодействовать с роботом?» — сказал Шмитт.

Многие клиенты Stäubli — автопоставщики, но роботы компании также используются в лайф-сайенс, где Lab 4.0, похоже на Industry 4.0, набирает обороты. Линия TX2 включает роботов с низкой и средней грузоподъемностью, от 1,1 до 75 фунтов (0,5–34 кг), и может быть адаптирована для работы в чувствительных средах, таких как влажные зоны и чистые комнаты.

HelMo — средней грузоподъемности TX2-90L на AGV и работает через лазерный сканер интуитивной навигации. Лазерные сканеры дают акустическую и оптическую обратную связь и инициируют остановку в случае ближайшего человека или препятствия.

HelMo развернут для загрузки/разгрузки станков, упаковки и сборки.

Использование виртуального забора

Новый контроллер RC8A от Denso делает безопаснее для людей работать вокруг его роботов, создавая виртуальный забор. Новая фича — Safety Motion — дополняет фичи и функции, уже доступные в RC8.

Safety Motion использует два оптических сенсора, один сверху и один снизу ячейки, дающих контроллеру знать, что человек приближается к роботу. Когда это происходит, контроллер понижает скорость робота инкрементально до безопасного уровня, в зависимости от расстояния человека. Когда человек достигает ближайшей зоны, контроллер снижает крутящий момент мотора для остановки или замедления достаточно, чтобы оператор мог взаимодействовать с ним. Когда оператор уходит, робот автоматически возобновляет нормальную скорость, минимизируя время остановки.

Опциональные аксессуары: учительский пульт с 7,5-дюймовым цветным сенсорным экраном и мини-пульт с 128x64 пиксельным LCD дисплеем.

Denso — единственная робототехническая компания, предлагающая симуляцию в учительском пульте, сказал Дэйв Роберс, региональный менеджер продаж.

«Симуляция становится очень, очень существенной, потому что если вы не уверены, как робот пойдет к конкретной точке или какова его конечная позиция, когда он дойдет до нее, у вас есть потенциал разбить робота или повредить инструментальную оснастку или оборудование».

С размерами 12,5 x 14 x 3,69 дюйма (31,75 x 35,56 x 9,37 см), RC8A остается самым компактным промышленным робототехническим контроллером в мире с 3-кВт выходом. Компактный размер экономит ценное цеховое пространство и облегчает интеграцию.

ORiN open-resource interface networking система Denso позволяет RC8A коммуницировать с более чем 100 разными типами устройств.

Улучшение простоты, скорости

Новый контроллер R-30iB Plus от Fanuc делает его шестиосевые роботы легче и быстрее в использовании.

R-30iB имеет новый iPendant с улучшенным разрешением экрана и вычислительной способностью. Пользовательский интерфейс iHMI имеет икон-базированный экран, дающий привычный опыт с интуитивными гидами для настройки и программирования. Также включает туториалы с главной домашней страницы, спроектированные как для Fanuc CNC, позволяя легкий переход к использованию роботов.

Компания улучшила производительность обработки как для железа, так и для ПО в R-30iB Plus, и цикл обработки сигналов сокращен. По сравнению с прошлыми контроллерами, тайминг выхода сигнала улучшен, расширяя возможные приложения к системам, требующим высокий уровень позиционной точности, таких как лазерные приложения.

«С более быстрыми скоростями обработки мы смогли сделать программный интерфейс на пульте быстрее, резвее, более отзывчивым», сказал Динсмор Fanuc America. «С увеличением скорости обработки мы также можем ускорить логическую обработку робота, позволяя ему справляться с более быстрой логической обработкой и временем исполнения».

Функция видения R-30iB Plus имеет новый камерный интерфейс, увеличивающий в четыре раза скорость передачи изображений от камеры вместе с упрощенной конфигурацией кабеля.

«Кроме того, в нашей архитектуре, поскольку мы интегрировали машинное зрение, где мы можем позволить вам подключить простую камеру и кабель и интегрировать их с функцией робота, мы находим другие действия вроде обработки изображений машинного зрения, интегрированной с роботом, тоже быстрее», сказал Динсмор. «Так что опять, что мы очень стараемся сделать — улучшить то, что делает робот и как быстро он это делает».

Безопасность операторов

У ABB новая версия ПО мониторинга роботов, SafeMove2.

Как первый SafeMove, SafeMove2 включает ряд функций: безопасные пределы скорости, мониторинг безопасного стояния, безопасные диапазоны осей и надзор позиции и ориентации. В результате ограждение может быть установлено гораздо ближе к роботу, делая возможным более эффективное использование цехового пространства.

«Вы можете получить больше роботов в то же пространство», сказал Хенрик Еррегард, глобальный менеджер проектов по контроллерам роботов в ABB в Вестеросе, Швеция.

«Обе версии имеют базовые фичи обеспечения того, что робот остается в типичной зоне диапазона робота», сказал он. «Со второй итерацией это гораздо более гибко. Мы позволяем больше фич: дополнительные зоны, диапазоны и инструменты и можем симулировать их в RobotStudio», симуляции и оффлайн-программирования ABB.

Другой аспект SafeMove2 — программное безопасное решение вместо аппаратного. В результате пользователи могут ожидать сниженные инвестиции, а также увеличенную гибкость и надежность.

Обычное приложение, которое SafeMove2 позволяет — коллаборативные приложения вроде загрузки станка или инспекции. С ПО безопасности, комбинированным с датчиками безопасности, оператор может подойти к роботу и посмотреть на заготовку, над которой робот сейчас работает — потому что приложение замедлит и остановит робота.

SafeMove2 также интегрирует safety fieldbus connectivity в семейство контроллеров IRC5 роботов ABB, а также IRC5 Single, Compact и Paint контроллеры.

Становятся материалом для партнерства

Universal Robots, датская компания, делает три коллаборативных шестиосевых робота: UR3, UR5 и UR10. Они варьируются в грузоподъемности от 6,6 до 22 фунтов (3–10 кг) и в досягаемости от 19,7 до 51,2 дюйма (500–1300 мм).

Task Force Tips, индианская компания по производству пожарного оборудования, установила один UR10 и два UR5 для ухода за ЧПУ-станками. Четвертый робот, UR5, смонтирован на колесном столе и перемещается между задачами.

«Легкие, легко настраиваемые, программируемые и развертываемые, Universal Robots позволяют клиентам сегодня адресовать высокосмешанные/малообъемные производственные требования, используя тот же робот в множественных приложениях и локациях завода без несущих затрат дополнительных роботов», сказал Брайан Диллман, менеджер по продажам в регионе Universal Robots.

CEO Task Force Tips Стюарт Макмиллан сказал: «Мы можем подкатить стол с роботом прямо к станку и за пару минут научить робота загружать детали. Они становятся своего рода партнером для человека, который ходит вокруг и помогает им с рутиной».

Два vision-guided UR5 робота работают в тандеме: один подбирает и кладет заготовки для насадок пожарных шлангов в фрезерный станок, затем берет полуобработанную деталь и передает второму UR5 для дополнительной обработки.

И передача роботом, и визуальное руководство используют регистры протокола MODBUS в контроллерах UR роботов.

Если детекция силы робота идентифицирует деформированную деталь или стружку в зажимах шпоночного патрона, она пытается сдуть мусор прессированным воздухом, затем промывает патрон, если не помогло. Если все это не сработало и деталь все равно не может загрузиться, робот уведомляет оператора.

Локоть робота сгибается вместо вращения

Производители, желающие поместить роботизированную руку в тесное пространство и ускорить циклы, могут заинтересоваться новой серией Flexion от Epson Robotics.

«Локоть» на роботизированных руках в серии складывается внутрь вместо вращения. Это позволяет Flexion N2, первому доступному роботу в серии, работать в пространстве до 40% меньше, чем сравнимые шестиосевые роботы, и максимизирует эффективность движения для ускорения циклов. N2 имеет досягаемость 17,7 дюйма (450 мм), требует 18 дюймов (460 мм) пространства и имеет грузоподъемность 5,5 фунта (2,5 кг).

«В рынке электроники, где мы продаем тонну роботов, мы говорили с несколькими нашими клиентами и они были очень взволнованы возможностью нам сжать размер этого робота — чтобы они могли сократить их общее заводское пространство», сказал Рик Брукшир, групповой менеджер продукта. «Это началось в электронике, но как только мы представили продукт, мы начали получать много запросов из медпрома и автопрома».

Даже если C4 шестиосевые роботы Epson компактны по сравнению с конкурентными предложениями, C4 не сравнится даже с N2 компании когда речь идет о тесных пространствах. C4 имеет досягаемость 23,6 дюйма (600 мм), но требует 26 дюймов (660 мм) для работы.

N2 может быть смонтирован либо на потолок, либо на столе. Имеет опции включая визуальное руководство и силовое чувствование.