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應(yīng)用案例 | 基于 PC 的膠帶自動(dòng)粘貼機(jī)器人控制解決方案

2024/7/19 10:37:22 標(biāo)簽:中國傳動(dòng)網(wǎng)

工業(yè)領(lǐng)域中的很多復(fù)雜流程都能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,比如將膠帶粘貼到不同幾何形狀的部件上。然而,對于機(jī)器人輔助貼膠帶系統(tǒng)來說,膠帶材料的供料是一個(gè)痛點(diǎn)。Innovative Automation 采用倍??刂萍夹g(shù)開發(fā)出 RoboTape 平臺,它配備遠(yuǎn)程供料模塊,可以提高生產(chǎn)效率,并可根據(jù)不同的應(yīng)用需求靈活定制。

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膠粘劑領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)出需要使用定制化膠帶、泡沫等產(chǎn)品的應(yīng)用。然而,膠帶自動(dòng)分配系統(tǒng)卻沒有跟上發(fā)展的步伐,缺乏靈活性,無法滿足行業(yè)的多樣化需求。RoboTape 為擺脫這一困境提供了解決方案??偛课挥诩幽么蟀泊舐允“屠锸械亩ㄖ圃O(shè)備制造商和系統(tǒng)集成商 Innovative Automation 公司開發(fā)了這一平臺,并專為該平臺單獨(dú)成立了一個(gè)新的業(yè)務(wù)部門。RoboTape 將先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)和靈活的控制技術(shù)相結(jié)合,適用于各種應(yīng)用:從專注于汽車行業(yè)的 B2B 公司到大型快消品企業(yè),以及各種零部件幾何形狀和膠粘劑類型。

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RoboTape 是一種可擴(kuò)展的工業(yè)膠帶自動(dòng)化粘貼解決方案,其靈活、緊湊的粘貼頭可以處理處理任何形狀復(fù)雜的工件

位于安大略省紐馬克特的 RoboTape 業(yè)務(wù)部門推出了一款入門級解決方案,即結(jié)構(gòu)緊湊的“RoboTape Lite”工作單元。RoboTape 標(biāo)準(zhǔn)工作單元配備了封閉式工業(yè)機(jī)器人,支持更高的生產(chǎn)吞吐量。這種高性能促成了全球領(lǐng)先的工業(yè)膠帶解決方案供應(yīng)商 3M 公司與 Innovative Automation 的合作,他們共同開發(fā)了用于 3M? 膠帶的 RoboTape? 系統(tǒng)。

從設(shè)備單元外部供給膠帶

現(xiàn)有解決方案的主要痛點(diǎn)在于機(jī)器人的尺寸和操縱性,因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)系統(tǒng)中,膠帶卷材以及一個(gè)用于接收廢棄離型紙的空卷一起放置在機(jī)械臂末端。此外,操作人員必須等到系統(tǒng)貼完膠帶,將系統(tǒng)置于安全狀態(tài)后才能進(jìn)入工作單元裝入膠帶卷材,這會(huì)浪費(fèi)很多寶貴的時(shí)間。

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倍福面板型 PC CP6706 用于設(shè)備控制,提供直觀的操作界面,用于檢索配方和切換功能

因此,我們產(chǎn)生了使用遠(yuǎn)程供料模塊的想法,它可以與工作單元外部的卷位置相對應(yīng)。我們目前正在申請?jiān)撃K的全球國際專利。它還有助于解決機(jī)器人尺寸問題,允許使用更大的膠帶卷材,并延長系統(tǒng)的正常運(yùn)行時(shí)間。因此深受汽車行業(yè)大客戶的青睞;它目前也是唯一能真正解決所有問題的解決方案。”

—— Innovative Automation 公司研發(fā)組長

Zac Cutt

RoboTape 能夠接收并切碎遠(yuǎn)程供料模塊上的離型紙,其優(yōu)化設(shè)計(jì)顯著減小了所需機(jī)器人的尺寸,RoboTape 專利所有者兼 Innovative Automation 公司總裁 Michael Lalonde 解釋道:“我們的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn) 10 公斤級輕型機(jī)器人,因此將膠帶粘貼工具設(shè)計(jì)得輕巧緊湊是首要任務(wù)。這樣,工具可以在更狹窄的區(qū)域內(nèi)工作,并減小工作單元的整體尺寸和成本。這些都是我們的客戶一直以來的要求?!?/p>

在 RoboTape 投入使用之前,還有很多挑戰(zhàn)需要克服。團(tuán)隊(duì)必須針對各種各種不同類型的機(jī)器人進(jìn)行調(diào)整,確保解決方案能夠不斷適應(yīng)貼膠帶粘貼工藝中使用的新部件,并能夠收集和快速處理大量傳感器數(shù)據(jù)。

自動(dòng)化新技術(shù)簡化項(xiàng)目實(shí)施

“2020 年,我們建立了一個(gè)決策矩陣,對比了四家控制系統(tǒng)供應(yīng)商?!盳ac Cutt 回憶道?!拔覀儗λ募夜?yīng)商提供的所有技術(shù)、優(yōu)勢、成本等方面進(jìn)行了比較,最終決定選擇倍福,因?yàn)樗麄兊慕鉀Q方案與 RoboTape 系統(tǒng)最為匹配?!盜nnovative Automation 與倍福加拿大子公司的銷售和技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)密切合作。區(qū)域銷售經(jīng)理 Paul Pierre 和應(yīng)用工程師 Jim Fallowfield 提供了從 TwinCAT 3 自動(dòng)化軟件編程到 EtherCAT 通信等各個(gè)方面的咨詢服務(wù)和技術(shù)支持,加快了設(shè)計(jì)、調(diào)試和運(yùn)行。

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RoboTape 系統(tǒng)的遠(yuǎn)程供料系統(tǒng)讓操作人員能夠在不進(jìn)入機(jī)器人工作單元的情況下更換卷材

RoboTape 公司控制工程師 Sean Robillard 對這種用戶友好的軟件方案表示了贊善:“我們在 TwinCAT 項(xiàng)目中為每個(gè)基于 PC 的控制器創(chuàng)建了一個(gè)文件夾。該代碼中已經(jīng)包含所有的安全和 I/O 功能,因此可以輕松管理系統(tǒng)的開發(fā)過程。因此幫助我們實(shí)施了不同的配方,指導(dǎo)系統(tǒng)以規(guī)定的速度分配膠帶?!?/p>

設(shè)備操作人員可以查看所有的輸入和輸出,切換氣缸、指示燈和傳感器,以及調(diào)整設(shè)備的其它方面。所有這些功能都集成在同一個(gè) TwinCAT 軟件包中,因此加快了開發(fā)速度,并簡化了 HMI 的設(shè)計(jì)?!?/p>

—— RoboTape 項(xiàng)目經(jīng)理 Josh Vander Doelen

倍福適合控制柜安裝的經(jīng)濟(jì)型面板型 PC CP6706 為該應(yīng)用提供了足夠的計(jì)算能力。它搭載了 Atom? 雙核處理器、4 GB 內(nèi)存、40 GB CFast 卡和 1 秒 UPS。該工業(yè) PC 配備了一個(gè) 7 英寸觸摸屏作為操作界面,并且通過 TwinCAT 自動(dòng)化軟件提供開箱即用的云連接。

控制系統(tǒng)采用 EtherCAT 工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)與機(jī)器人以及其它現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。EtherCAT 是一項(xiàng)開放的技術(shù),支持集成其它協(xié)議,這使得 RoboTape 團(tuán)隊(duì)可以將各種不同品牌的機(jī)器人以及傳感器和編碼器等第三方設(shè)備整合到客戶設(shè)備中?!袄?,我們使用大量 IO-Link 傳感器來收集盡可能多的數(shù)據(jù)?!盳ac Cutt 補(bǔ)充道,“如果我們需要使用更多的傳感器,我們只需在主 I/O 網(wǎng)段中添加更多倍福的 EL6224 IO-Link 端子模塊即可?!?/p>

據(jù) RoboTape 專家介紹,通過使用 TwinSAFE 解決方案集成安全功能,平臺可以最大限度地保護(hù)人員和設(shè)備的安全。在操作人員打開其外殼時(shí),遠(yuǎn)程供料模塊就會(huì)進(jìn)入安全狀態(tài)。由于供料模塊內(nèi)部裝有用于切碎離型紙的刀片及其它夾緊點(diǎn),因此必須確保達(dá)到這樣的安全等級。Innovative Automation 因此使用 TwinSAFE 安全輸入和輸出端子模塊來直接連接機(jī)器人單元的安全防護(hù)門、光幕或地面?zhèn)鞲衅鞯取_@些 TwinSAFE I/O 端子模塊使用 Safety over EtherCAT (FSoE)協(xié)議和“黑通道”方法通過標(biāo)準(zhǔn)的 EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全數(shù)據(jù)通信,因此安全設(shè)備之間無需復(fù)雜的硬接線。

為最終用戶提供支持

“我們的系統(tǒng)平均運(yùn)行時(shí)間為 8 小時(shí),然后需要補(bǔ)料,但根據(jù)材料的不同,這個(gè)時(shí)間可能會(huì)更長?!盳ac Cutt 說道?!袄纾晃豢蛻羰褂靡焕聿纳a(chǎn)了 14,000 英尺(超過 4000 米)的毛氈膠帶,因此他們每天生產(chǎn)的量足夠大約 2000 輛汽車使用,每周只需更換一次卷材?!?/p>

另一家汽車零部件一級供應(yīng)商通過移除兩個(gè)手動(dòng)貼膠帶工位,減小了裝配區(qū)域的總占地面積。此外,它還能緩解勞動(dòng)力短缺問題。最終,客戶在粘膠劑應(yīng)用上每家工廠每年節(jié)省了約 22.5 萬加元。

“通過我們的新物聯(lián)網(wǎng)功能,我們可以看到哪些設(shè)備模式被激活以及持續(xù)時(shí)間。因此,如果一個(gè)系統(tǒng)長時(shí)間處于服務(wù)模式,這可能表明需要進(jìn)行維護(hù),或者某個(gè)操作人員需要接受更多培訓(xùn)才能達(dá)到正常運(yùn)行時(shí)間。”Zac Cutt 說道,“我們可以看到設(shè)備綜合效率(OEE),結(jié)合內(nèi)部和環(huán)境溫度等指標(biāo),進(jìn)一步優(yōu)化和提高可靠性?!?/p>

“始終如一地為客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)和技術(shù)支持是我們選擇倍福最重要的原因之一,希望未來我們能夠繼續(xù)合作。”Michael Lalonde 說道。


供稿:德國倍福自動(dòng)化有限公司

本文鏈接:http://www.baqblw.cn/content.aspx?url=rew&id=4612

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