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2016年9月2日,全球领先的工业机器人制造商KUKA机器人(上海)有限公司联合奥普瑞思联合举办的2016奥普瑞思工厂开放日暨智能制造交流峰会在山东济南成功举行。开放日当天的展示活动中,KUKA专家向到场来宾系统地介绍了KUKA机器人的优秀品质及其在铸造行业和机床行业市场细分中的具体应用。基于其高度自动化的工艺流程和创新的机器人技术,KUKA始终致力于为全球范围内的客户提供最高效率的自动化解决方案。

  KUKA铸造机器人具备耐高温、耐潮湿、耐粉尘的特点,完美适应铸造行业的环境需求。KUKA机器人可满足铸造行业的诸多应用,包括压铸取件喷雾、装配检测、锻造取件、机械加工、高压清洗、精密铸造、去毛刺、重力铸造、搬运及组装等。在压铸、锻造、去毛刺等机器人应用的重点领域中,KUKA提供的自动化技术发挥着重要作用。它能够规范产品偏差范围,大幅提升产品品质,经济型机器人单元的选择也相对降低了自动化应用的成本。

  重视合作、倡导共赢是KUKA公司所崇尚的经营理念,因此KUKA在各个行业与卓越的行业专家合作,为客户提供最理想的解决方案。KUKA借本次技术交流峰会的机会,与诸多行业嘉宾、学者及其他智能制造解决方案提供商共同探讨中国工业自动化、智能制造的发展趋势。凭借不断创新的全球顶级自动化解决方案,KUKA帮助铸造行业的客户实现自动化转型,登上智能制造的高峰。
 

 

“中国制造2025”的逐步推进,加速了中国制造业向高端产业链的转型升级,随着今年6月德国总理默克尔第九次访华,推动了“中国制造2025”与德国“工业4.0”深入对接,而中德关系处于“历史最好时期”也成为公认的事实。无论从国际关系、国家战略规划还是产业发展趋势考虑,中、德两国企业合作都赢来了历史性的机遇,智能制造的发展也按下了快进键。

利勃海尔齿轮机床及自动化系统全球业务及规划总监Martin Winterstein与金石机器人总经理刘金石签署战略协议

  好风凭借力,扬帆正当时,一个是中国桁架机器人行业的先行者,一个是德国乃至欧洲顶级的桁架机器人制造商,金石机器人与利勃海尔于8月23日上午正式签署战略合作协议,抓住机遇,顺势而为,勇拓智能制造新高度是这次战略合作的出发点。两位领跑者的强强联合,必将携手打造工业智能化转型升级,开拓“智能制造”的新天地。

  在“德国工业4.0”、“中国制造2025”浪潮下,智能制造将迎来巨大的投资机会,其中智能化机器人、自动化装备越来越被包括中国在内的全球企业接纳和推崇,强强联合成为促进全球制造业转型升级,实现智能制造的重要选择。金石机器人与利勃海尔通过整合优势资源,围绕自动化生产线和智能化无人工厂在产品开发、生产、技术、服务、系统集成等方面展开深度合作,互享优质资源,共同深化中国的市场。既可为用户提供世界一流的自动化和智能化解决方案,也为我国的自动化生产线和智能化无人工厂做出更多贡献,还可为用户提供最优秀、及时的本地化服务。

  据悉,金石机器人是国内首批研发和生产桁架机器人的专业公司,拥有桁架机器人滚轮、导轨、横梁拼接等核心技术,产品包括轻型和重型桁架机器人、AGV搬运系统、仓储物流系统、机床夹具系统、抓手系统和智能化工厂软件等,广泛应用于汽车、工程机械、轨道交通、风电、航天军工、仓储物流、橡胶、通用零件、食品饮料及家电等行业,尤其是在大型、重型桁架机器人领域,更是填补了国内外空白,处于引领行业的地位。

  而德国利勃海尔公司拥有自动化硬件生产和软件研发为一体的集成制造近50年的历史,是欧洲顶级的桁架机器人制造商,基于自动化水平、智能制造模式,及其以工业4.0为愿景的技术创新、行业解决方案等诸多方面已经走在欧洲制造业的前端。中国的第一套桁架机器人也是从利勃海尔公司引进,如今,利勃海尔自动化更是为汽车制造、航天航空、轨道交通、船舶工业、工程机械、通用机加、新能源等工业,提供各种通用以及非标的专业集成方案。利勃海尔集团目前在全球拥有130多家公司,员工人数超过41,000名,2015年集团营业额99亿欧元。

金石机器人总经理刘金石致词

  在签约仪式上,金石机器人总经理刘金石表示,“金石机器人和利波海尔的战略合作,对于加快中国自动化领域的发展,具有十分重要而又深远的影响,强强联手,互为战略合作伙伴,不仅在产品上相互配套,共享产品和服务,共同建设中国的自动化生产线和智能化无人工厂,而且价值理念的融合和发展意向的互补,充分发挥各自的优势,深入地合作具体项目的实施,有助于共同打造中国无人化工厂的新起点,打造中国自动化系统集成的航母。”

  “与金石机器人的战略合作,可谓全球制造业转型升级,智能制造持续扩展中的又一强强联合,携手共同打造智能制造的幸事。产品智能化、生产方式智能化、装备智能化,管理智能化以及服务智能化是我们企业升级转型基本要求,金石机器人则以12年的国内桁架生产经验与不断扩大的规模,占据了国内的重型桁架领先地位,联合后,利勃海尔和金石机器人将利用双方的丰富经验与先进理念,通过采用自动化的生产来实现降低成本,提升效益,提高产品质量,并进一步与信息化融合的目的。同时会促使双方发展速度更快,优势互补而且会更加及时便捷地为众多企业提供成熟的自动化、数字化、智能化的整体集成方案。更好的服务于用户、创效于用户,帮助用户提高现有设备的有效使用率,降低生产成本,缩短交货期,提升竞争力。依此,为中国乃至全球的广大客户提供最佳产品,高效、高性能的集成方案以及优质的服务。” 利勃海尔总经理韩海在签字感言中说道。

利勃海尔齿轮机床及自动化系统大中国区总经理 韩海发表签约感言

  十三五规划纲要中明确指出要实施制造强国战略,深入实施《中国制造2025》,培育制造业竞争新优势。在机器人装备方面,要大力发展工业机器人、服务机器人、手术机器人和军用机器人,推动高精密减速器、高速高性能控制器、高性能伺服电机及驱动器等关键零部件自主化,推动人工智能技术在各领域商用。

  中国从“制造业大国”向“制造业强国”的转型无法与机器人产业的发展割裂开来。金石机器人公司顺应了国家“十三五”规划发展的需要,明确提出2020年实现收入将达到10个亿以上,收入和利润分别达到2016年的10倍的目标。

   据了解,顺应全球新一轮的工业革命浪潮的金石机器人公司,短短几年内就取得了令人瞩目的成绩,他们成功研发了我国第一条吨位级的滚轮导轨式桁架机器人,第一条重卡曲轴的全自动生产线,第一条重卡活塞的全自动生产线,第一条火车车轴生产线,第一个缸体缸盖共线生产的全自动生产线,第一条全自动刹车钳生产线,第一个全自动曲轴生产的车间,第一个刹车钳的全物流工厂等等,为进一步建设无人工厂奠定了坚实的基础。

  签约事宜结束后,金石机器人还携手利勃海尔参加2016年第三届机加工程技术发展论坛,就《智能化加工方案》与《桁架机器人在无人工厂中的应用》进行主题演讲,共同分享最前沿思想及智能制造发展方向,并在同期上海新国际博览中心举行的AMTS2016 上(上海国际汽车制造技术与装备及材料展览会)展示无线桁架机器人及无人工厂、金石机器人零部件超市等,让业界人士一睹产业未来的发展趋势。

  


 

        

        柯马现推出自己的 4 轴 SCARA 机器人 Rebel-S,这一系列共有 5 个不同型号,负载皆为 6kg,但有三种不同的工作半径。所有型号均由R1C 19英寸机架式控制器控制,该控制器可集成在单个机柜中,控制整条生产线。另外这些机器人还提供openROBOTICS 版本。该版本可以直接集成到由贝加莱技术控制的机器/产线自动化中。

        革新者”:柯马第一款非关节联动机器人
    
        新机器人的名字(Rebel 在此意为“革新者")反映出 SCARA 与其他柯马机器人之间的不同之处。它们并非采用关节连动,就这点而言,确实可以视它们为“革新者”。它们可安装在各种位置上,利用简单但很有创意的可选方案来扩展机器人的工作范围。Rebel-S提供三种工作半径,分别为450、600 和 750mm。所有三款机器人都可以采用地板安装或墙壁安装的方式,而工作半径为600 和 750mm 的机器人还采用天花板安装。两种不同的管线包选项 (纵向或横向)为上述安装的灵活性提供了可能。

        买一得五--柯马模块化概念
    
        机器人工作半径的差异由于模块化延长臂的存在,它使机器人根据需要扩展可达性。由缆线和延长臂组成的扩展组件,在这5 个型号的机器人中可以轻松实现互换。买一得五——这就是柯马模块化概念提供的优势。这种模块化特性使得即时配置机器人成为可能,也就是说,购买SCARA系列机器人可以为客户节省大量成本和时间。

        传送带追踪和即插即用视觉系统
    
         除了机器人以外,柯马还将提供一系列附加软件产品,包括传送带追踪(Tracking)和即插即用视觉系统,以及作为售后服务一部分的各种服务套件。

         由于模块化延长臂的存在,使得改变机器人工作半径成为可能。模块化延长臂使机器人可以根据需要调整工作范围。同时,由于缆线和延长臂的模块化概念,这5个型号的机器人可以轻松实现互相变形。买一得五——这就是柯马模块化概念提供的优势。这种模块化特性,使得灵活调整机器人硬件配置成为了可能,也就意味着,购买Rebel SCARA系列机器人可以为客户节省大量成本和时间。
 

        关于柯马
    
        柯马是全球领先的自动化柔性系统生产企业,将产品、流程和服务完美整合,显著提升效率和降低整体成本。柯马总部位于意大利都灵,业务网络涵盖全球 17个国家和地区,员工人数逾13,500人,致力于利用最新技术与流程为客户提供始终超乎预期的先进整套系统。柯马专注于车身焊接及装配、动力总成机加及装配、机器人及维修服务,以及面向各种工业部门的制造系统和环保服务。不断拓展和升级的产品与服务使柯马引领工业自动化行业,可满足每一个客户的独特需求,且贯穿整个项目周期——从设计、实施与安装,到生产试运行和维护服务。
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    About Comau
    
    Comau is the worldwide leader in manufacturing flexible, automatic systems and integrating products, processes and services that increase efficiency while lowering overall costs. Headquartered in Turin, Italy, with an international network that spans 17 countries that employ more than 12,600 employees, Comau uses the latest technology and processes to deliver advanced turnkey systems that consistently exceed the expectations of its customers. Comau specializes in body joining & assembly, powertrain machining & assembly, robotics and maintenance, as well as advanced production systems and environmental services for a wide range of industrial sectors. The continuous development of its products and services enables Comau to lead the automation industry in meeting the unique requirements of each customer, and through all phases of the project - from design, implementation and installation, to production start-up and maintenance services.
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  机器人焊接技术使汽车零部件的焊接质量得到了极大的改善,有效地提高了企业的生产效率,在汽车工业中的应用代表了焊接工艺的一个新发展方向。

  作为全球最多样化的FA(工厂自动化)、机器人和智能机械的制造商,FANUC始终专注于机器人和智能机器的研发,这种专注确保了FANUC在技术、研发和产品等方面均处于领先地位,成为专业而深入的“机器人专家”,为不同的用户提供快捷周到的服务,灵活响应客户的定制需求。

  本文以FANUC的多功能智能型机器人在汽车零部件焊接线上的应用实例,展示了现代机器人系统在柔性化生产系统中的重要作用。

  TCP自动校零技术

  如图1所示,某汽车零部件厂在生产底盘零部件、座椅骨架、导轨、消声器以及液力变矩器等焊接件时,采用FANUC R-2000iB型智能机器人进行螺柱焊接工序。FANUC R-2000iB系列负重能力与可达范围组合丰富,可满足车身车间绝大多数的应用需求,配合功能强大的FANUC R-30iA控制器,是车身车间机器人的首选机型。

  图2  搬运机器人与焊接机器人协同工作

  FANUC R-2000iB型智能机器人采用了目前最先进的TCP(Tool Center Point,工具中心点)自动校零技术,TCP自动校零是用在机器人焊接中的一项新技术,它的硬件设施是由一梯形固定支座和一组激光传感器组成。当焊枪以不同姿态经过TCP支座时,激光传感器将记录下的数据传递到CPU与最初设定值进行比较与计算。当TCP发生偏离时,机器人会自动运行校零程序,自动对每根轴的角度进行调整,并在最短的时间内恢复TCP零位。采用该技术在实际生产中可避免发生焊枪与夹具之间的碰撞等不可预见性因素导致的TCP位置偏离问题。

  多部机器人的协同工作

  如图2所示,一部FANUC R-2000iB型机器进行搬动工序,一部FANUC R-2000iB型智能机器人进行点焊工序,两部机器人进行同步协调和配合工序。两部机器人之间的配合所体现的主要优点是能适应各种不规则焊缝的焊接,但缺点是由于两部机器人配合的不协调所导致的故障率较高。本场合采用了最先进的新一代机器人控制器FANUC R-30iA,其具有性能高、响应快及安全性强等特点,并且作为惟一集成了视觉功能的机器人控制器,克服了多台机器并行工作可能带来的配合问题。FANUC R-30iA控制器在一个单机系统或多机系统上实现简单和柔性控制,集成传感器的硬件,简化系统的集成,提高机器人的运动性能,提高了汽车零部件加工的生产效率。

  图3  汽车零部件焊接自动线

  视觉传感技术助力自适应控制

  如图3所示,该汽车零部件的自动化生产线由多部FANUC机器人的焊接系统、冲压系统、涂胶系统、测量系统、搬运系统和悬挂输送链组成,由多部机器人之间的同步配合来完成一个汽车零部件产品的焊接、冲压及涂胶等工序。由于FANUC机器人具有业内惟一一家自主研发的视觉传感技术,避免了采用第三方视觉传感器系统带来的不兼容性,因此在部件加工过程中能够自动识别焊缝位置,在空间中寻找和跟踪焊缝,寻找焊缝起、终点,实现焊枪跟随焊缝位置的自适应控制。

  结束语

  焊接机器人是非常成熟的工业产品,在汽车制造业将得到广泛的应用。随着汽车市场竞争的加剧,新车型的推陈出新,要求机器人系统必须高度的柔性化。虽然,焊接机器人在我国汽车制造业已得到了大量的应用,但在自动化程度极高的生产应用方面仍有很多问题需要机器人系统集成商与汽车制造商共同探讨和改善。

 


        机器人风挡玻璃涂胶是汽车自动化生产线必不可少的生产设备。传统机器人涂胶设备不管是转台式、翻转式还是传统线体式都有节拍的限制,最快只能达到100S的节拍,无法满足更高的生产节拍的要求,且设备上无法满足底涂及风干等工艺要求,这意味着如果要实现小于100S的生产节拍和底涂等工艺时,必须新购买一台机器人涂胶设备,及在其他空间利用辅助的底涂工装实现底涂功能,这样无论是从成本上和空间上都是很难接受的。因此为满足80S的生产线规划节拍,借鉴部分国外主机厂的应用,设计规划该设备,通过1年多的生产验证,完全可以满足节拍和使用性能。

   一、引言

  奇瑞公司开封项目新建总装车间设计产能节拍一期为120S,二期产能为80S,一次规划,分期实施,这对部分设备尤其是风挡玻璃机器人涂胶设备是个较大的考验。

  二、方案论证

  在方案规划设计过程中,我们结合国内主机厂所有的机器人涂胶设备形式多方论证,论证后发现不管是转台式、翻转式还是传统单线体式都最快只能做到100S的节拍,无法满足80s 的节拍,这意味着二期80S的节拍时必须新购买一台机器人涂胶设备,这将无疑增加了巨大的成本和占用了更多的空间,这样无论是从成本上和空间上都是很难接受的。

  从节约成本和空间的角度出发,我们同设备生产商一起,结合现有的技术方案,对其不断优化调整,最终确定了最终我们采用的五工位机器人涂胶设备方案,它与传统的涂胶设备最大的区别是将夹具对中工艺与涂胶工艺分工位操作,因为在传统的机器人涂胶设备中,上述2个工艺都是在同一工位进行,完成2个工艺至少需要50S的时间,这也是机器人涂胶设备节拍提升最大的瓶颈。因此,我们在原有工艺的基础上,将上述2个工艺分工位进行,将单工位的操作时间缩短至30s以内,最终将整个设备的节拍缩短至80s(以前后风挡2块玻璃算)。

  三、设备介绍

  1.设备概述

  该设备主要是用于开封项目新建工厂的微车前后风挡及侧风挡玻璃涂胶。设备共有五个工位,第一工位为上件及底涂工位,第二工位为热风干工位,第三工位为夹具对中定位工位,第四工位为涂胶工位,第五工位为下件工位。

   
        2.设备组成

  该整套设备主要由KUKA机器人、GRACO供胶系统,线体式送件机构,夹具系统、翻转取件机构、清胶装置及电控系统等组成。

   3.系统介绍

  (1)机器人:机器人采用龙门架的安装方式,安装于线体之上,选用KUKA KR16  6轴机器人,负载重量16Kg;

  (2)供胶系统:供胶系统采用GRACO公司产品,供胶系统全程加热,包括压盘、泵下缸体、胶管、胶枪等;

   (3)送件机构:整条线采用两条皮带输送机,输送长度分别为5米和3.5米,输送线体采用铝合金型材,输送皮带为同步皮带,输送线上用里外2套伺服移载机实现两条输送线体间的工件输送;

   (4)夹具系统:定位夹具主要由定位装置(齿轮齿条机构)、定位杆举升机构、到位开关、行程可读气缸和真空吸盘组件等构成,自动识别玻璃型号,识别时,检测数据由行程可读气缸读出值与设定值比较,当前值在设定的正常范围之内时,确认当前玻璃车型;

  (5)取件机构:翻转取件机构由转臂、支座、减速电机组成,通过变频减速电机带动转臂旋转翻转机构,动作平稳、可靠,采用万向真空吸盘吸附风挡玻璃不对玻璃造成损伤,翻转机构可在任意位置紧急停止;

   (6)清胶装置:清胶系统由清胶尼龙丝、气动清胶刮板、吹胶系统和支架等几部分组成。根据需要自动启动清胶程序后,胶枪移动到清胶位置并围绕固定的尼龙丝来回运动,将胶枪上的残胶除去后退回机器人原点后,气缸带动清胶刮板自右向左运动将尼龙丝上的残胶刮去清胶刮板到达左侧吹胶位置时停止,此时吹胶系统启动,将残胶吹到下面的残胶盒中;

   (7)电控系统:为提高系统的稳定性和可靠性,该设备电控系统PLC采用AB公司CONTROLLOGIX 1756产品,PLC与供胶系统、机器人及现场部件之间采用DEVICENET总线控制方式,人机界面选用AB 10寸彩色触摸屏,系统具有故障自动诊断功能,并能在显示屏上显示相应的故障类型及位置。系统能够区别致命故障(可人为设置)与非致命故障,当出现致命故障时,能够自动停止整个系统的工作。

  四、总结

  该设备从投入至今,已安全稳定运行2年多,并达到了预期目标,节拍完全满足80S的设计节拍。通过此项目的实施,提升了我们和设备制造厂家的设计和规划能力,在国内机器人涂胶设备的使用中也是个创新之举。