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【技术前沿】机器人离线编程的4大应用场景、关键功能及优势

来源:控制工程网2021.12.01阅读 4308

  最近一年以来CONTROL ENGINEERING China版权所有,大量事实证明,在受新冠疫情影响的、严峻且不确定的市场环境中,机器人自动化和其它先进技术对于企业维持和提高生产率至关重要。具有丰富功能的机器人可以帮助企业在提高效率的同时,实现更大的准确性和更高的质量。
  尽管机器人自动化可以加快生产速度,但如果没有可靠的机器人编程计划,也可能会导致机器人大量停机。为了提升机器人的正常运行时间(特别是对于那些无法中断生产www.cechina.cn,只能在离线机器人上逐点编写程序的制造企业来说),离线机器人编程平台应用的越来越多,可以适应复杂的系统布局。

图1:可以通过OEM厂商专有的或第三方的软件平台来完成离线编程。图片来源:Yaskawa Motoman

  为什么要对机器人离线编程?
  使用机器人工作单元的3D模型,直观的展示机器人如何沿编程路径移动,离线编程可以通过原始设备制造商(OEM)专有的软件或第三方的软件平台来完成。
  无论是经验丰富的机器人程序员还是新手,离线编程都使他们能够在工厂车间实施之前,在基于PC的虚拟编程环境下,创建、测试和调整机器人程序或作业。由于COVID-19疫情的持续爆发,很多制造商发现自己处于以下4种情况中的一种或多种:
  场景1:限制进入车间
  由于健康问题或法规要求,企业必须制定保持社交距离的措施,必要时实施远程办公或居家工作政策。这导致访问工厂车间的机器人受到限制,从而难以为作业编程/重新编程。
  场景2:适应不断变化的需求
  对通用产品需求的上升,促使工厂人员努力以创纪录的速度实现高混合、小批量的灵活生产。为了应对所需的快速转换CONTROL ENGINEERING China版权所有,人们更关注智能技术(例如离线编程软件),以减少编程停机时间,优化整体设备效率(OEE)。
  场景3:快速增加自动化功能
  与场景2类似CONTROL ENGINEERING China版权所有,为应对产品需求的增加,尤其是对应对疫情至关重要的产品,制造企业需要集成新的机器人或重新部署旧的机器人。无论哪种方式,为了实现向这些基本产品生产的平稳过渡,已经有人提出使用离线编程软件的建议。
  场景4:测试新方法
  政府限制的放宽鼓励企业重新营业,也为恢复生产带来了新的紧迫感。因此,公司领导层已决定通过创造性和协作性的机器人自动化方法,来应对严峻的挑战。要么重新部署现有的机器人,要么购买新的机器人。机器人自动化正被更多地引入到工厂。无论采用哪种方法,都可以通过离线编程来设置新的、更复杂的机器人作业。

图2:离线编程可帮助制造商实现更快的集成、更快的转换等。

  机器人离线编程的关键功能
  尽管离线编程软件不限于以下软件,但大多数用户寻求具有丰富模型库并提供以下4个关键功能的离线编程平台:
  1.机器人碰撞检测
  如果多个机器人在工作时离得很近,则必须将它们视为一个团队。在离线编程过程中,碰撞检测功能会发出潜在的干扰危险信号,这样程序员就可以在将程序引入工厂之前进行调整,从而可以节省成本。
  2.机器人路径规划
  对机器人编程,使其从一个点移动到另一个点,必须围绕特定点进行规划,例如用于固定零件的装置。激活碰撞检测可以避免干扰,因此通过路径规划,可以更轻松地为机器人编程,使其可以围绕固定点运动。
  3.机器人传送带跟踪
  当零件处于不同位置时,传送带跟踪可以帮助机器人根据需要对齐这些零件。
  4.机器人凸轮路径
  如果执行焊接、点胶或其它复杂任务,则凸轮路径功能可帮助实现过程自动化。无需手动向机器人示教工作点www.cechina.cn,凸轮路径会自动提供这些点。
  通过这些关键功能有助于设定可能的机器人解决方案,例如“机器人服务特定应用,最大速度为多少?”或“机器人是否能够以特定方式移动以焊接特定零件?”,以及其它注意事项。
  离线编程带来的好处
  除了在上述方案应用以外,正确有效地使用离线编程软件,还可以帮助制造商实现各种生产目标,包括:
  1.与机器人快速集成
  离线编程提供了一种在工作单元仍处于建造阶段时创建机器人作业的方法。一旦工作单元完成并安装在车间后,就可以传输数据文件,因此该过程可以加快集成进度。尽管安装后可能需要少量修改,但事先准备好机器人编程可以节省大量时间。
  2.快速更换机器人
  如果使用机器人处理多个零件,则离线编程可以在机器人执行“零件A”任务时,为“零件B”对机器人进行编程。完成“零件A”任务后,可将已编程的文件下载到机器人控制器,以实现对执行“零件B”任务顺利切换。
  3.设置机器人的功能安全
  离线编程允许建立诸如手臂干扰、速度限制和安全区域之类的项目。这包括在仿真过程中以图形方式覆盖安全区域(机器人范围限制)的功能,从而可以在仿真过程中进行视觉确认和运动测试。
  4.缩短机器人循环时间
  当处理周期极快时,离线编程平台可以帮助用户监控机器人的占空比,从而可以更好的监测电机的寿命。
  离线编程软件提供的灵活性带来很多好处:可以轻松地从一个作业过渡到下一个作业,从而实现更多的混合作业。与此类似,有些大型公司具有多个厂区或工作单元,可以从中央、受控来源分发下装已编程的作业,这样就可以减少编程时间,也能避免出现不一致。此外,近来在诸如机器人焊接之类的任务上,传感器技术获得长足发展,为不同行业的最终用户带来了相当大的优势。
  一旦实施并应用得当,软件的集成加上功能丰富的传感器,可以帮助制造商应对当前的市场挑战,以及对高混合、小批量生产环境不断增长的需求。(作者:Michael Castor)

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