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案例 | 减负增效,一举两得

解决方案 | 工控家2019-08-08 08:59人气:57

  位于德国Vinnigen的LUDY Galvanosysteme GmbH(以下简称LUDY)专门设计和生产用于印制电路板、表面处理、防腐蚀、微电子医疗技术的电镀系统。在LUDY很多客户的电镀车间中,工人每天都要从事重体力劳动,搬运重量在15至50kg之间的货箱。现在,LUDY设计了一套解决方案:一台配备雄克抓取系统的机器人,安装部署简单,可自动化搬运各类金属或塑料货箱。

  雄克作为抓取系统和夹持技术领域的专家,为食品及塑料行业的批发零售商和供应商提供了很多纸板包装箱的搬运和码垛方案。而本文中LUDY公司所需解决的是一个新问题:以简便的方式实现多品种重型运输箱的抓取和搬运。

初衷是减轻工人的体力负担

  搬运货箱让工人消耗大量体力:在三班制生产中,工人每分钟需手动(或使用叉车)从托盘卸下两个货箱并清空,然后放在传送带上,进入后续工序。货箱有多种规格 — 不同尺寸、重量,钢制或塑料材质。

  LUDY的机械工程师 Felix Meyer 负责这一自动化解决方案的设计。他与机器人、传感器供应商,以及雄克的抓取系统专家密切合作,打造了一款智能且可靠的机器人货箱搬运系统。

  现在,抓取系统预期每小时可以搬运144个重量最高达50kg的货箱

根据具体需求设计抓取方案

  系统的核心是一个特殊的气动抓取机构,首先针对6种使用较多的货箱型号设计。机器人将每个料箱单独放置于传送机构上,自动排空后,再取出空的货箱并堆垛在托盘上。

  抓取系统配有激光测量系统,准确识别货箱位置,精确抓取。系统还利用扫描器记录货箱的类型和位置(X、Y和Z坐标和角度),并整理成数据包传输到电镀工厂的控制系统,进行可行性检查。如果所有参数都与给定值一致,则机器人开始码垛操作。

  在抓取托盘上的第一个货箱前,激光扫描器会检测各个货箱的规格和位置

        雄克设计的抓取方案:与人的操作方式一致,机械手先抓取每一层靠外侧的货箱,根据货箱的尺寸水平向前拉出约200mm至300mm,为第二个机械手留出抓取空间。两个机械手同时抓起货箱后,由机器人移动放置在输送机上。

  为了保持过程稳定,仅对托盘的层布局做了要求:一侧横向放置两个货箱,另一侧纵向放置三个货箱。货箱是否对齐或突出于托盘没有影响,因为激光扫描器会首先检测和评估每层的整体情况。每一次移动货箱前还会重新扫描,确保始终记录当前位置,避免错误操作。

机器人会自动选择拉出每层靠外侧的货箱

  雄克设计的抓取方案构成包括:两个 PGN-plus 160 通用机械手,一个可将机械手位置提起的轴系统,以及两个压紧块。这样设计可有效避免填充的货箱在搬运时倾翻,保证在动态加速和制动运动时的可靠抓取。

  侧边的压块在快速移动时保证货箱的平衡第一个机械手通过内侧手指安装固定在连接板上,工作时外侧手指向内侧闭合;第二个机械手安装在直线导轨上,通过气缸移动。

  第一个机械手闭合,将货箱向外拉出;第二个机械手移动到位,沿Z方向向下运动至夹取位置。同一个托盘上的货箱尺寸相同,则第二个机械手的位置无需再调整,可继续搬运同托盘上其他货箱。

货箱两侧均有抓取空间时机械手开始搬运

货箱规格不同:更换手指而非机械手

  “我们所面临的挑战是在不更换机械手的情况下搬运六种不同类型的货箱,”Felix Meyer 强调。“最终,我们选择了手动快速换爪的方式。这非常实用,因为只需三组手指就能涵盖所有六种型号。”

  雄克通过一系列测算,根据不同的货箱模式确定了它们的共同点。在雄克 BSWS 手指快换装置的帮助下,几秒钟内即可更换手指。雄克提供给LUDY的是已完成预装配的抓取系统,再由LUDY团队安装激光扫描器、阀门和支架。

  机械手的规格不变,搬运不同货箱时使用不同的手指

获得客户积极反馈

  “在我们的开放日上,已经有许多客户表示对这套重型货箱的自动化搬运系统非常有兴趣,”总经理Michael Ludy表示。“我们正在考虑下一步让该系统处理损坏的货箱。只要客户实现了货箱的标准化,即可采用这种无人操作模式,生产效率可大幅提升。”

(本文来源:国际工业自动化网,作者:网友,转载请注明出处

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