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完全集成系統解決化生產效率問題

發布時間:2016.05.24 新聞來源:德國帝奧 瀏覽次數:
完全集成:在2015 Fakuma上展出一臺汽車內飾件生產用Engel duo combi M注塑機。一臺Engel easix工業機器人負責實木貼面和成品件的處理操作。


單一來源的完全集成系統解決方案正在經歷全球性的需求增長,這不僅是由于它們能通過減少這些項目中的協調工作量加快調試,也是因為它們還具有流程技術優勢。例如,在Fakuma 2015上,來自奧地利施韋特貝格的恩格爾公司所展示的一項應用表明,與非完全集成解決方案相比,完全集成解決方案可以減少10%的取件時間。

在這種情況下,大型設備(型號:Engel duo 650 combi M)采用名為 “Clearmelt”的工藝,生產出帶實木貼面的內飾件。一臺完全集成的多軸機器人(型號:Engel easix)將木質嵌件放到模具中,然后取出成品件并將其安放到傳送帶上。這是恩格爾公司首次在展會上演示其新的大型機器人,其標準版的工作范圍為3900毫米,負載能力240公斤,擴大了恩格爾多軸機器人的應用范圍。即使當注塑機鎖模力高達55000 kN,例如在生產1000升的垃圾桶時,仍然能通過一個集成解決方案與多軸機器人自動協同。

繼展會之后,包括注塑機、機器人和技術包在內的整個生產單元被運到德國布魯赫薩爾的HIB Trim Part Solutions,它隸屬于NBHX Trim GmbH。世界上第一個高度自動化的“Clearmelt”部件生產線將在短期內投入生產。

恩格爾早先就發現了定制系統解決方案這一發展趨勢,并使自身的發展突破單純注塑機制造商的局限,轉向系統專家的方向。他們自己的機器人計劃是這一戰略的重要組成部分。早在上世紀80年代,恩格爾就啟動了線性機器人的研發和建造,并將其集成到注塑機的控制系統中。自2011年起,恩格爾推出了完全集成的easix系列多軸機器人。起初提供的較小型號基于史陶比爾機器人(Stäubli Robotics)技術平臺;而對于其更新、更大的型號,恩格爾則與庫卡達成了穩定的合作伙伴關系。

由于與系統合作伙伴的密切協作,恩格爾得以深入了解工業機器人制造商的研發成果。為適應特定應用中的自動化需求,恩格爾將其合作伙伴的專業能力與其自身的行業知識結合起來,從而形成一個完整的產品系列。這包括恩格爾的viper線性機器人、e-pic拾放機器人、easix多軸工業機器人以及特殊的自動化解決方案。作為總承包商,該公司還將機器人以及來自第三方供應商的其它外圍組件整合到其整體概念中。

簡單的控制滿足復雜工藝
恩格爾集成方案的優勢來自這樣一個事實:注塑機和機器人共享相同的控制系統,因此形成零件數據庫。線性機器人的性能特性也可用于多軸機器人。完全集成對于簡單直觀的操作指導是必不可少的。由于恩格爾機器人的控制系統被配置為CC300 恩格爾注塑機控制系統的一個子系統,操作人員無需進行不同的操作邏輯訓練,而且還可以使用注塑機的熟悉命令操控機器人。

Viper線性機器人及easix多軸機器人均為Engel CC300注塑機控制系統的組成部分。手持式終端可供獨立操作之用。

額外的機器人操控命令無縫融入機器控制系統的圖形化用戶界面。這樣,它不再會對控制系統帶來影響,無論是想調用線性機器人的三條線性軸和三條旋轉軸,還是想調用工業機器人的多個旋轉軸和線性軸。即使是測試設備、供料單元、激光光電元件或紅外加熱箱等附加的外圍設備都集成進來,CC300也能作為一個整體式控制系統以相同的方式發揮作用。其結果是控制以及控制回路顯然得到了簡化。由于整個系統在任何時候都只通過恩格爾控制系統運行,因而無需額外的PLC(可編程邏輯控制)。

為在高度復雜的整體系統中實現快速的參數設定,CC300提供各種流程圖,從現成標準流程的簡單選擇,到與線性機器人相關的面向對象的圖形序列創建。其中包括手動模式、信息與實際值顯示、封閉的安全和工作場所,以及有關預先編程的機器人操作標準和用戶掩碼的使用。另一項額外優勢是由一項退出策略以預先編程主頁形式提供的,可從任何位置運行。僅這一功能即可確保即使未經深入培訓也能安全、可靠地操作工業機器人。


圖2完全控制集成使easix多軸機器人的參數設定及操作更為簡單。即使是復雜的生產過程,恩格爾解決方案也能實現流序列的面向對象的圖形化表示。掌握Viper線性機器人的操作技能即可完全滿足要求。

掌握有關線性機器人的技能就足以進行多軸機器人的參數設置。相比之下,市場上基于syntax代碼的傳統多軸機器人則必須徹底熟悉特定機器人制造商的程序代碼。多臺機器人可以很容易地結合進同一臺注塑機。即使在涉及項目位置、速度、運動類型、自由形狀的安全路徑規劃和訓練的情況下,也不存在任何限制。

解決方案提供的額外附加值包括一個圖像處理系統,可在加工前后進行簡單的存在測試,包括機器人2½D方法的使用指南。這使注塑廠商可以對整個生產單元進行單點操作,即使是針對復雜的自動化任務,也是如此。各種語言之間還可以進行來回切換。除了所有歐洲語言外,標準的恩格爾解決方案還包括重要的亞洲語言。由于這一系列廣泛的功能,機器操作員可以獨自處理許多任務,而過去則需要調用一名程序員。從而極大地增強了生產單元的可用性和靈活性。

取件零耗時,操作迅速
這種深度集成的一項核心優勢是機器人無需與注塑機進行通信,但是卻能作為系統的一個組成部分,訪問相同的數據庫。這種特性恰恰是優化生產效率的關鍵,因為注塑機和機器人可以自動協調彼此的運動序列和控制回路。

而在非完全集成解決方案中,只有在模具完全開啟,且機器將這種情況傳達給機器人之后,機器人才會動作;而恩格爾解決方案中的機器人則可以在活動模板開啟動作的同時即開始進入。所謂零耗時取件縮短了處理時間,并消除了機器與機器人之間傳統通信接口所需的時間。

現場總線通信使注塑機、模具和機器人的動作實現同步,且無需額外的設備。即使是復雜的加工序列,這在CC300環境中,也可通過注塑機表現出來。在集成解決方案中,閉鎖空間的定義是標準的。在控制中,閉鎖空間是圖形可視化的。操作人員不僅能通過整體行程范圍看到自己的位置,還能識別哪些閉鎖空間處于活動狀態,或者,受到人工操作的干擾。

如果注塑機、機器人及其它外圍設備是單一來源,作為一家系統供應商,恩格爾負責整個系統的CE認證。新款大型easix KR機器人已通過了TüV(德國技術檢查協會)的型式測試。

自動化水平進一步提升
恩格爾的easix機器人自推出以來,已經有150多臺這種類型的多軸單元被投入使用。僅在過去12個月內就銷售了80臺。這些數字反映了注塑工藝向更高級別自動化和單點操作發展的總體趨勢。歐洲和美國是目前最強大的增長動力。


 獨立版的多軸機器人 - 德國特羅伊恩的Weidplas實現了通過注塑工藝,依靠一個集成解決方案和統一操作邏輯進行生產操作。

完全集成的多軸機器人對加工商的吸引力還在不斷上升,因為它們能為注塑加工以外的額外工序如質量控制或裝配任務提供靈活的支持。即使沒有恩格爾注塑機,配備或未配備Euromap 67接口的獨立版就可以執行要求集成自動化及統一HMI的所有生產過程。

展望
憑借其出色的系統能力,恩格爾能提供強大的、多功能且易于操作的自動化解決方案。為了適應這些變化,以便在特定應用中實現效率最大化,該公司將繼續擴大其產品范圍。因此,恩格爾 easix系列現已經擴大到Scara版本。由于其極高的拾取速度和相對較低的投資成本,這些四軸機器人在拾放、抓臂裝配或傳送帶追蹤等操作中具備一定優勢(圖4)。恩格爾在與史淘比機器人協作,對產品系列進行新的擴展。首臺easix四軸機器人已完成了安裝。

 恩格爾已將其easix系列進一步擴展到 Scara機器人。它們用于快速拾放任務,如夾具或緩沖適配器的全部高效裝備。
 
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