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SCARA机器人技术与应用,让生产节约成本和时间

http://www.b2b.hc360.com 中国金属加工网 信息来源:Author发布时间:2019年11月11日浏览:163

  机器人与视觉系统方案在电子烟生产中的应用


  电子烟是非常常见的一种电子产品,随着社会生活水平的不断提高,人们越来越追求简单健康的生活。电子烟对于诸多人来说并不陌生,但大多数人对电子烟里面的结构组成有哪些都不太清楚,在我们身边的亲人或朋友,多有吸烟爱好者,过年过节,送他们一款精美的电子烟,不失为一种好的选择,让他们在享受健康生活的同时依然能有“吞云吐雾”的极致体验。


  电子烟也具有结构简单、模式化的特点,很容易形成标准化,能够使用半自动、全自动设备来取代人工,达到提高生产效率和降低人力成本双重的目的。针对电子烟机械化、自动化生产需求,凯宝提供了以SCARA机器人加基恩士视觉系统,同时配置有HBR控制系统的SCARA机器人电子烟工作站解决方案,显着提升了电子烟自动化生产的效果。


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  图:机器视觉系统


  主要问题


  传统电子烟在完成烟油加注后,尚需依赖人工或者半人工辅助设备,进行烟油塞子加塞加工工序,即通过加塞子不让烟油漏出,或者进行一道粘贴工序。这种做法需使用大量人工,且生产效率较低,并增加了时间与生产成本。


  采取凯宝SCARA机器人与自动化集成机则能够解决现有技术中生产效率低、成本高和产线占空间等问题。SCARA机器人与自动化集成机采用HBR控制系统,可编程序控制器(PLC)、光电跟踪系统、液压气动系统、人机界面等,一机能实现自动加塞电子烟油,自动识别产品好坏,自动搬运且码垛到托盘等作业,生产效率和时间显著提高。


  但电子烟的定位装置是通过光电定位的方式,这种方式结构简单,调节方便,但是却有极大的缺陷:速度和精度不可兼得。当生产速度提高,这种定位方式的精度则不能保证,尤其是当生产的托盘里100个产品等对精度要求较高的3C电子产品时,速度不快和质量不可靠的问题就显现出来。


  生产工艺


  烟杆内部构造使用相同的基本组成部分:PCBA板,充电电池,各种电子电路,成型工艺就是通过机器或人工把各种电子元器件与PCBA板组装起来,加注好烟油,再进行塞子加塞,最后加工成型。


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  具体工艺中,丝杠送托盘需要皮带以定长输送,将托盘送至相机下方;视觉定即触发相机拍照确定托盘里的100个小产品位置信息并传递给机器人快速抓取;手臂加塞是由机器人完成塞子和烟油管的贴合工作;SCARA机器人动作后,集成机的抓手伺服把托盘从丝杠上抓至成型机上;成型后SCARA机器人送达下一个工位,完成烟油加塞动作。


  从工艺中可以看出,前期的丝杠送达、视觉拍照,后期送走、成型等步骤均是已经成熟的部分,但是关键点在于:如何做到托盘里100个小产品如何无误拍照抓取并组装部分的高速高精。


  应用方案


  凯宝SCARA机器人与自动化集成机提供的解决方案,首先在电子烟贴合部分使用了SCARA工业机器人+视觉系统,以替代传统的3光电机械定位法,达到高速高精度的贴合效果;客制化的操作软体,保证更换产品时的操作人性化和高时效性。同时方案也使用了多轴运动控制编程器、伺服驱动器等,同时采取EtherCAT总线型的配置,保证了整机的高速高效。


  其中,凯宝SCARA工业机器人HS-400系列作为执行机构,主要负责从固定位置抓取塞子,然后根据烟油管来料的不同,将塞子放到烟油管上;机器视觉系统用于信息采集和定位,负责对塞子进行拍照和图像处理,得到塞子当前的位置坐标和角度信息。


  为了保证整机的高效,方案的主控制器采用主流可编程控制器最新推出EtherCAT总线运动控制器;在驱控部分采用松下伺服驱动器,负责丝杠送料、成型等动作,凯宝SCARA机器人则用于实现塞子搬运,塞子加塞下压等动作;采用人机界面系列用于完成人机交互,同时上位机与凯宝SCARA机器人进行485串口通讯,实现上位机也可以控制SCARA机器人。


  凯宝解决方案中还包括一套为电子烟工作站的操作软件,内含“一键标定”“视觉操作”“快速换线”“实时纠偏”等功能,方便客户在于操作方面需付出的时间成本和学习维护成本。


  凯宝提供的全自动电子烟加塞成型机解决方案,关键产品、监控软件全部采用凯宝工业自动化产品,整合维护更加方便、容易。方案中用机器视觉+SCARA工业机器人的方案替代原来的光电机械定位法,从根本上提高了成型机的精度和产能。


  该方案的优点还包括:多机一屏,定制操作软件提供高效操作平台;凯宝SCARA机器人重复定位精度高,产品质量稳定;基恩士视觉系统,功能强大,速度快,精度高;“一键标定”、“一键换线”、“自动计算取料点”、“一键生成样本”等特色功能极大的减少人工操作;丰富接口,后续可升级接入制造执行系统(MES)系统,建构理想中智能制造解决方案。


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  图:机型部分图片


  项目总结


  凯宝电子烟加塞方案能够有效为客户带来以下效益:


  .实现“分拣-加塞”自动产线整合:通过SCARA工业机器人与机器视觉系统整合使用,该解决方案可在仅需要一条产线的情况下,即可同时进行100个同类产品的分拣与加塞制程,可节省大量厂房空间,同时提升产能。


  .高兼容性通讯,电控箱通用性:在产线上可以使用一台凯宝电控箱控制系统控制多台凯宝SCARA机器人本体,大大的节约了空间和时间,凯宝SCARA机器人自主研发的控制器系统还提供主流的各种通讯协议,该系统可以直接由上位机软件集成到自动化生产线中。


  .取代传统人力,降低不良率与成本:SCARA工业机器人和机器视觉系统取代人力进行放料与料件检测,提高电子烟良率与整体产能,节省成本与时间。


  凯宝SCARA机器人简介:


  凯宝SCARA机器人以其高速、高精度、高性价比的特点倍受市场欢迎,具有容易且快速导入产线自动化的优势,在制造系统中可呈现更高的灵活性、敏捷度并逐步实现智能生产,藉此体现高效率的自动化,有效提升质量、生产效率、节省工时与降低人事成本。


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  图:凯宝SCARA机器人HS-400系列


  凯宝SCARA机器人采用日本多摩川电机,结构紧凑精巧,动力澎湃,大幅度减小机器人活动臂自重的同时减轻了惯量,实现高速度运行,目前已达0.45秒以内标准循环时间。高精度;采用进口减速机,一体化结构设计,保证机体在传动中运行平稳、无冲击、无噪音,为运行中的高速度、高精度提供了保障,现重复定位精度可达±0.02mm。


  除了凯宝SCARA机器人以外,HBR控制系统里面还提供一系列附加软件产品,包括传送带追踪(Tracking),即插即用视觉系统和各种产品加工工艺范例,以及作为售后服务部分的各种服务套件。此外,HBR控制系统还推出了最新服务可以实现一台电控箱控制多台机器人本体动作软件功能。


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