小型裝配機器(qì)人之所以獲得越來越多包裝(zhuāng)企(qǐ)業的青睞,正在於它如今已可以勝(shèng)任包括裝配在內的各種包裝生產任務,包(bāo)括所有材料的處理,如取放、裝卸、包裝成型等包(bāo)裝(zhuāng)前端流程相關的工序,以及打(dǎ)標(biāo)簽、檢驗、抽樣(yàng)等(děng)加工工序。
需要指出(chū)的是,本文所說的(de)小型裝(zhuāng)配機器(qì)人,是指最大有效載荷可達20 kg(44磅)、最遠處理距離可(kě)達1300mm(51英寸)的機器(qì)人。這類機器人有兩種基本(běn)類(lèi)型:四(sì)軸SCARA機器人(以下簡稱四軸機器(qì)人)和六(liù)軸關節式機器人(以下簡稱噴塗六軸機器(qì)人)。其中,四(sì)軸機器人是特別為高速(sù)取放作業(yè)而設計的,而噴塗(tú)六軸機器人則提供(gòng)了更(gèng)高的生(shēng)產運動靈活性。
四軸機器人(rén)
小(xiǎo)型裝配機(jī)器(qì)人中,“四軸SCARA機器人”是指“選擇性裝配關節機器臂”,即四軸機器人的手(shǒu)臂部分可以在一個(gè)幾何平麵內自(zì)由(yóu)移動。
SCARA機器人的前兩個關節可以在水平麵上左右自(zì)由旋(xuán)轉。第三個關節由一個稱為羽毛(quill)的(de)金屬杆和夾持(chí)器組成。該金屬杆可以在垂(chuí)直平麵(miàn)內向上和向(xiàng)下(xià)移動(dòng)或(huò)圍繞其垂直軸旋轉,但不能傾(qīng)斜。
這種獨特的設計使四軸機器人具有很強的剛性,從而使它們能夠勝任(rèn)高速和高重複性的工作(zuò)。在包裝應(yīng)用中,四軸機器(qì)人擅長高速取放(fàng)和其他材料處理任務。
噴塗六(liù)軸機器人
噴塗六軸機(jī)器人比四軸機(jī)器人多兩個關節,因此有更多(duō)的“行動(dòng)自由度”。
噴塗六軸(zhóu)機器人的第一個關節能像四軸機器人(rén)一樣在水平麵自(zì)由旋轉,後兩個關節能在(zài)垂直平麵移動(dòng)。此外,噴塗六軸機器人有一個“手臂”,兩個(gè)“腕”關(guān)節,這讓它具有人類的手臂和手腕類(lèi)似(sì)的能力。
噴塗六軸機器人更多的關節意味著他們可以拿起水平麵上(shàng)任意朝向的部件,以(yǐ)特殊的角度放入包裝產品裏。他們還可以執行許多由熟練工人才能完成的(de)操作。
機器人自(zì)動(dòng)化包裝應用指(zhǐ)南
在包裝生產線上整合機器人技(jì)術並得以應用,其實沒(méi)有有些(xiē)人想象(xiàng)的那(nà)麽複雜、危險與高成本,反而(ér)是非常簡易而(ér)安全的,同時也可能獲(huò)得(dé)經濟優勢。
1.生產安(ān)全(quán)性
在(zài)安裝時,機器人通常被正立或倒置安裝在封閉的自動化工作單元(yuán)上。工作單元的(de)外層一般(bān)由鋁框、防碎塑料或孔狀金屬網包裹。機器人及其他相關設備一般使用(yòng)螺栓(shuān)固定在工作單元的鋼鐵機台平麵上。工作單元的采用使得(dé)工作人員可在外圍觀察機器人工作台的工作狀況,而無須進入工(gōng)作單元內部。
為安全起見,一旦打開了工作單元的檢修門,機(jī)器人將自動停止工作。對於那些不能完(wán)全密閉在一個工作單元內的機器人,如門簾、壓力感(gǎn)應地墊(diàn)等裝置同(tóng)樣可以提供自動(dòng)關閉功(gōng)能。
2.生產簡易性
而包含控製機器人運行的電(diàn)子(zǐ)電路控製器,通常位於工作單元平台的下端。一般而言,大多數機器人製造商為用戶提供(gòng)了友好的編程軟件,操作人員不需要掌握專業的機器人編程技(jì)術即可自(zì)如操控。通過手持接口設備或計算機,操作人員(yuán)可(kě)以(yǐ)對機器人進行程序設置。
而教學模塊允許(xǔ)操作人員控製(zhì)機器人從(cóng)一個地(dì)點(diǎn)移動到另一個(gè)地點,並指示其在(zài)每個位置的(de)動作(zuò),也就是說,操作人員可以“教(jiāo)”機器人它工作所需的常規動作。
而借(jiè)助相關軟件(jiàn),操作(zuò)人員也可以通過計算機遠程對機器人編程,從而節省開發時間。此外,通過一個模擬的三維環境,操(cāo)作人員也可以對機器人和其他外圍設備進行配置,而不必直接操作機器人的部件。
3.低成(chéng)本生產(chǎn)優(yōu)勢
相對於傳統自動化設備,在包裝生產流程中使用裝配機器人(rén)最重(chóng)要的好處(chù)在於能夠(gòu)降低生產(chǎn)成本。使用機器人不僅初始(shǐ)成本(běn)較低,而(ér)且因為其高度的靈活性,很快就能獲得投資回報。小尺寸和低維護費用使總成(chéng)本也較低。
機器人與傳統自動(dòng)化設備相配合,還可以使包裝生產更有效率,更能保證包裝產品的質量(liàng)一致性,與人工作業相比,具有更(gèng)好的成本效益比(bǐ)。但(dàn)需要指出的是(shì),雖然機(jī)器人能夠填補一些自動化生產(chǎn)的空白,但生產線上的其他任務(wù)可能仍然需要手工完成,因為一個傳統的全自(zì)動(dòng)化(huà)解決方案(àn)會過於昂貴。
同時,與(yǔ)專門為特(tè)定生產(chǎn)過程設計(jì)的固定式自動化設備(bèi)不同,機器人由於基於模塊(kuài)化設計,因而能夠相對容易(yì)地適應一個自動化係統(tǒng),大大減少了昂貴的工程設計費用。此外,機器(qì)人工作單元通常比(bǐ)固定自動(dòng)化設備的體積更小,這也節約了(le)寶貴的廠房空間。如(rú)果(guǒ)需要,機器人可以移動到其他生產線中,從而減少企(qǐ)業的設備投資。
而(ér)且(qiě),與固定自動化(huà)設備不同,機器人並不需要更新昂貴的工具以(yǐ)滿足產品變化的(de)需求。通常,隻需對程序進行簡單修改,對臂(bì)端操作裝(zhuāng)置進行更換就能滿足(zú)產品變化(huà)的需求。這(zhè)特別有利於包裝設計變化頻繁的小批量(liàng)包裝生產。通常固定自動化(huà)生產線(xiàn)無法滿足這種變化的需(xū)求,或者實現成本過(guò)於昂貴。
此外,裝配了多功能自動(dòng)夾(jiá)取器或自(zì)動工具切換(huàn)器的機器人,可(kě)以執行多種操作,如先對產(chǎn)品進行裝(zhuāng)卸、檢查(chá)和貼商標,然後再將其放入包(bāo)裝中。同時多功能機器人能輕鬆應付多種(zhǒng)大小和形狀的產品。此(cǐ)外,如裝配視覺檢測係統和輸送帶跟蹤係統等可選配件,還能進一(yī)步提高(gāo)機器(qì)人的(de)能力。
最後還需指出的是,機器人技術由於采用封閉式結構(通常自動化設備的一些部件,如馬達等設備是敞開的,因而容易進入灰塵和碎片對機器造成磨(mó)損),因而保養成本要低得(dé)多。
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