影響並聯機器人速度的因素及案例分析

並聯機器人由於其高度、輕載的特點廣泛應用於各種工業生產場景,在生產環節中可完成快速拾取和放置。為了滿足前端裝置產能需要,

速度一直是客戶衡量並聯機器人的主要引數之一,同時也是客戶擔心和困惑的引數。

結合應用案例對並聯機器人的速度問題做出以下簡要分析。

國際上對機器人速度的通用評判標準是跑門字形(25/305/25),阿童木金剛系列D3P-1100型號機器人按標準節拍的速度可以達到250次/min,這個速度是衡量並聯機器人本體的重要引數。但在專案應用過程中,機器人的速度還需要考慮生產工藝、現場佈局、放置精度、物料狀態等因素,所以機器人的應用速度會比標準節拍的速度慢很多。本文從專案應用角度出發,從末端負載大小、現場佈局、專案工藝、穩定性幾方面分析。

一、末端負載大小

機器人的末端負載包括末端夾具、物料兩部分。末端負載越大,機器人的速度越慢。以顆粒帶專案為例,物料的重量為10g-80g,常用的抓取方式為雙抓和三抓,負載的重量主要是末端夾具,因此在末端夾具設計過程中,輕量化設計就尤為重要(已有推文介紹)。但在一些專案上,需要增加額外的伸縮或者翻轉動作,動作越多,末端重量越大,耗時增加,機器人節拍降低。以顆粒帶專案為例,使用輕量化多抓夾具,單臺D3P-1100型號機器人最多可滿足前端130袋/min的產量,但如果增加額外的伸縮或者翻轉動作,機器人的產能會下降15%左右。

影響並聯機器人速度的因素及案例分析

輕量化設計的多抓夾具

影響並聯機器人速度的因素及案例分析

使用輕質材料的多抓吸盤

二、現場佈局

並聯機器人工作站會涉及到與生產線前後端的對接,尤其是在一些自動化改造專案中,現場佈局需要依據現有裝置尺寸進行調整,如高度、工作空間等。D3P-1100型號機器人的工作空間為橫向直徑1100mm,縱向320mm,在該工作空間內,機器人的行程越小,速度越快。以顆粒袋專案為例,相同工作情況下,行程300mm與行程600mm的速度會相差20%。以某抓瓶入槽專案為例,機器人行程600-700mm,機器人的節拍為55次/min。

三、專案工藝

機器人的抓取分為四種,分別是隨動抓取定點放置、隨動抓取隨動放置、定點抓取隨動放置、定點抓取定點放置。在其他工況相同條件下,定點抓取定點放置的速度為最快,隨動抓取隨動放置的速度為最慢。

機器人的來料狀態各不相同,放置物料需要滿足客戶的要求。在顆粒袋專案中,由於生產線前端包裝機以及理料情況的不同,一些物料在機器人抓取時是散亂的,甚至是疊料的,與整齊來料的專案應用相比,機器人的抓取速度會下降20%。另外抓放一些易碎物料的應用場景中,為了保證物料的完整,降低產品生產過程中的損耗率,機器人需要輕拿輕放,同樣會降低機器人的速度。

影響並聯機器人速度的因素及案例分析

黃酒裝箱專案(節拍75袋/min)

影響並聯機器人速度的因素及案例分析

米醋裝箱專案(節拍50袋/min)

四、穩定性

在應用並聯機器人的專案中,速度是一個重要的引數,但是在追求速度的同時也要保證系統的穩定。以某袋裝液體擺盤專案為例,物料有300g和500g兩種規格,以相同的速度執行,300g的物料可以正常生產,但500g的物料會出現甩料的情況,即並聯機器人的速度與物料性質、狀態有一定的關係。

綜述,速度是並聯機器人應用的一項綜合指標,也是在場景實際應用中整體引數的一部分,為得出最優的專案解決方案,還需將專案的穩定性、可靠性等引數與速度綜合比較。