Zes-As Cobots: Automatisering in Productie Revolusioneren

Kracht- en kracht-beperkte robots kunnen eenvoudiger te implementeren zijn, dankzij nieuwe controllers

Hebben collaboratieve, zes-as robots een kantelpunt bereikt bij het vestigen van hun niche in productie? En kunnen ze deuren openen voor fabrikanten om automatisering over het algemeen te adopteren?

“We zien zeker een toenemende trend naar de toepassing van collaboratieve robots,” of cobots, zei Claude Dinsmoor, general manager van Fanuc America's general industry & automotive segment. “Kracht- en kracht-beperkte robots in sommige gevallen kunnen eenvoudiger te implementeren zijn, en plotseling moedigt het mensen aan om alle gebieden van automatisering te bekijken. Voor sommige klanten is het enigszins een gateway.”

Gateway of niet, collaboratieve robots zijn zeker het focus van innovatie.

Zwitsers bedrijf Stäubli Robotics introduceerde onlangs nieuwe zes-as collaboratieve robots. Bedrijven die al gevestigd zijn in de zes-as collaboratieve sector, zoals Fanuc, ABB en Denso, verbeteren controllers en robot-monitoring-software. En Universal Robots' klanten vinden innovatieve manieren om het bedrijf's zes-as collaboratieve robots te gebruiken.

Stäubli bood onlangs nieuwe robotarmen aan, met de TX2-lijn van zes-as, collaboratie-klaar robots. Het bedrijf monteerde ook een van zijn TX2-robots op een automatisch geleid voertuig en noemde het HelMo.

“De TX2 is onze nieuwere generatie, het werkt met onze CS9 (veiligheids)controller,” zei Sebastien Schmitt, robotics-divisiemanager voor Stäubli North America. “Het is ons antwoord op de collaboratieve omgeving.”

Hij wees op de flexibiliteit van de TX2-lijn, die geïmplementeerd kan worden in een bewaakte cel of veilig naast mensen kan werken door zijn snelheid aan te passen aan de operatieve omgeving.

“Je hoeft geen keuze te maken, zeggend 'Zal ik collaboratie in mijn productie gebruiken, of zal ik een robot afgeschermd gebruiken? Ik ben nog niet zo zeker.' Heb ik productievolle snelheid nodig, wat het uitdagend maakt voor collaboratie, of heb ik vaak interactie met mijn robot nodig?” zei Schmitt.

Veel van Stäubli's klanten zijn automotieve leveranciers, maar het bedrijf's robots worden ook gebruikt in de life-sciences-industrie waar Lab 4.0, vergelijkbaar met Industrie 4.0, aan het vangen is. De TX2-lijn omvat laag- en middel-payload robots, variërend van 1,1 tot 75 lb (0,5-34 kg), en kan aangepast worden om in gevoelige omgevingen te werken, zoals vochtige gebieden en schone kamers.

HelMo is een middel-payload TX2-90L op een AGV en werkt via een laser-scanner intuitief navigatiesysteem. Laserscanners bieden akoestische en optische feedback en initiëren een stop in het geval van een nabijgelegen mens of obstakel.

HelMo wordt ingezet voor machine-laden en -lossen, verpakken, en assemblage, zei Schmitt.

Een Virtuele Heining Maken

Denso's nieuwe RC8A-controller maakt het veiliger voor mensen om rond zijn robots te werken door een virtuele heining te creëren. Een nieuwe functie - Safety Motion - is een toevoeging aan functies en functies al beschikbaar in de RC8.

Safety Motion gebruikt twee optische sensoren, één bovenaan en één onderaan een cel, die de controller laten weten dat een mens de robot nader. Wanneer dat gebeurt, verlaagt de controller de snelheid van de robot incrementeel, tot een veilig niveau, afhankelijk van de afstand van de mens. Wanneer de persoon de dichtstbijzijnde zone bereikt, verlaagt de robot de koppel van de motor om te stoppen of te vertragen voldoende om een operator te laten interacteren met het. Wanneer de operator wegbeweegt, herneemt de robot automatisch zijn normale snelheid, wat helpt de tijd dat het gestopt is te minimaliseren.

Optionele accessoires omvatten een teach-pendant met een 7,5-inch kleurentouchscreen, en een mini-pendant met een 128 x 64-pixel LCD-display.

Denso is het enige robotica-bedrijf dat simulatie in zijn teach-pendant aanbiedt, zei Dave Robers, regionale sales-manager.

“Simulatie wordt heel, heel essentieel omdat als je niet zeker weet hoe de robot naar een specifiek punt gaat gaan of wat de finale positie zal zijn wanneer het daar aankomt, je de potentie hebt om je robot te crashen of je tooling of apparatuur te beschadigen,” zei hij.

Met afmetingen van 12,5 x 14 x 3,69" (31,75 x 35,56 x 9,37-cm), blijft de RC8A de werelds kleinste industriële robotcontroller met een 3-kW-output. De compacte grootte bespaart waardevolle fabrieksvloer-ruimte en vergemakkelijkt integratie.

Denso's ORiN open-resource interface-netwerksysteem stelt de RC8A in staat om te communiceren met meer dan 100 verschillende typen apparaten.

Gemak en Snelheid Verbeteren

Fanuc's nieuwe R-30iB Plus-controller maakt zijn zes-as robots eenvoudiger en sneller te gebruiken.

De R-30iB bevat een nieuwe iPendant met verbeterde schermresolutie en verwerkingscapaciteit. De gebruikersinterface, iHMI, heeft een icoon-gebaseerd scherm, wat een vertrouwde ervaring biedt met intuïtieve gidsen voor setup en programmeren. Het bevat ook tutorials van de hoofdpagina die ontworpen zijn als die voor Fanuc CNCs, wat een eenvoudigere overgang naar het gebruik van robots mogelijk maakt.

Het bedrijf heeft de verwerkingsprestaties voor zowel hardware als software in de R-30iB Plus verbeterd, en de signaalverwerkingscyclus is verkort. Vergeleken met eerdere controllers, is de signaaluitvoertiming verbeterd, wat mogelijke toepassingen uitbreidt naar systemen die een hoog niveau van positioneringsprecisie vereisen, zoals lasertoepassingen.

“Met de snellere verwerkingssnelheden, zijn we in staat geweest om de programmeerinterface op de pendant sneller, snappier, meer responsief te maken,” zei Fanuc America's Dinsmoor. “Met de toename in verwerkingssnelheid, kunnen we ook de logica-verwerking van de robot versnellen om het te laten omgaan met snellere logica-verwerking en tijd om uit te voeren.”

De visiefunctie van R-30iB Plus heeft een nieuwe camera-interface die de snelheid voor het overbrengen van beelden van de camera met vier keer verhoogt, samen met een vereenvoudigde kabelconfiguratie.

“Daarnaast, in onze architectuur, aangezien we geïntegreerde machine-vision hebben waar we je toestaan een simpele camera en kabel aan te sluiten en te integreren met de functie van de robot, vinden we andere acties zoals machine-vision-beeldverwerking geïntegreerd met de robot ook sneller,” zei Dinsmoor. “Dus, weer, wat we heel erg proberen te doen is verbeteren wat de robot doet en hoe snel het het doet.”

Operators Veilig Houden

ABB heeft een nieuwe versie van zijn robot-monitoring-software, SafeMove2.

Als de eerste SafeMove, bevat SafeMove2 een aantal functies, inclusief veilige snelheidslimieten, veilige stilstand-monitoring, veilige as-bereiken en positie- en oriëntatie-toezicht. Als resultaat kan afscherming veel dichter bij de robot geïnstalleerd worden, wat efficiënter gebruik van vloerruimte mogelijk maakt.

“Je kunt meer robots in dezelfde ruimte krijgen,” zei Henrik Jerregard, globaal projectmanager voor robotcontrollers bij ABB in Västerås, Zweden.

“Beide versies hebben de basisfeatures van ervoor zorgen dat de robot binnen het typische bereik van de robot blijft,” zei hij. “Met de tweede iteratie is het veel flexibeler. We staan toe voor meer features zoals additionele zones, bereiken en tools en we kunnen ze simuleren in RobotStudio,” ABB's simulatie- en offline-programmeer-software.

Een ander aspect van SafeMove2 is dat het een software-gebaseerde veiligheidsoplossing biedt in plaats van een hardware-gebaseerde oplossing. Als resultaat kunnen gebruikers verminderde investeringen verwachten alsook verhoogde flexibiliteit en betrouwbaarheid.

Een veelvoorkomende toepassing die SafeMove2 mogelijk maakt is met collaboratieve applicaties zoals machine-laden of inspectie, zei Jerregard. Met de veiligheidssoftware gecombineerd met veiligheidssensoren, kan een operator naar de robot lopen en kijken naar het werkstuk waar de robot momenteel mee bezig is - omdat de app de robot zal vertragen en dan stoppen.

SafeMove2 integreert ook veiligheids-fieldbus-connectiviteit in ABB's IRC5-robotcontroller-familie, alsook de IRC5 Single, Compact en Paint-controllers.

Partner-materiaal Worden

Universal Robots, een Deens bedrijf, maakt drie collaboratieve zes-as robots, de UR3, UR5 en UR10. Ze variëren in payload van 6,6 tot 22 lb (3-10 kg), en in bereik van 19,7 tot 51,2" (500-1300 mm).

Task Force Tips, een Indiana-gebaseerde maker van brandweerapparatuur, installeerde één UR10-robot en twee UR5-robots om CNC-machines te tenderen. Een vierde robot, een UR5, is gemonteerd op een gewielt tafel en wordt tussen taken verplaatst.

“Lichtgewicht, makkelijk in te stellen, programmeren en implementeren, staan Universal Robots klanten toe om vandaag high-mix/low-volume productie-eisen aan te pakken door dezelfde robot in meerdere toepassingen en fabriekslocaties te delen zonder de kosten van extra robots te maken,” zei Brian Dillman, gebied-sales-manager bij Universal Robots.

Task Force Tips CEO Stewart McMillan zei: “We kunnen de tafel met de robot rolrecht naar de machine brengen en in een paar minuten de robot leren om onderdelen te laden. Ze worden een soort partner voor een persoon die rondgaat en hen helpt met de drudgery.”

De twee visie-gestuurde UR5-robots werken in tandem, met een die blanks voor brandslang-mondstukken oppakt en in een freesmachine plaatst, dan het half-bewerkte onderdeel overneemt en het overhandigt aan de tweede UR5 voor additionele verwerking.

Zowel de robot-overdracht als de visie-sturing gebruiken de MODBUS-communicatieprotocol-registers in de UR-robots' controller.

Als een robot's krachtdetectie een mishapen onderdeel of bewerkingschips in de kaken van een klem identificeert, probeert het de afvalstoffen weg te blazen met geperste lucht, en spoelt de klem uit als dat niet werkt. Als al dat faalt, en het onderdeel nog steeds niet kan laden, notificeert de robot de operator.

Robot's Elleboog Buigt in Plaats van te Draaien

Fabrikanten die een robotarm in een krappe ruimte willen passen en cyclus tijden willen versnellen, kunnen geïnteresseerd zijn in Epson Robotics' nieuwe Flexion-serie.

De "elleboog" op de robotarmen in de serie vouwt in op zichzelf in plaats van te draaien. Dit stelt de Flexion N2, de eerste beschikbare robot in de serie, in staat om in een ruimte tot 40% kleiner te werken dan vergelijkbare zes-as robots en de bewegingsefficiëntie te maximaliseren om cyclus tijden te versnellen, aldus Epson. De N2 heeft een 17,7" (450-mm) bereik, vereist 18" (460 mm) ruimte, en heeft een 5,5-lb (2,5-kg) payload.

“In de elektronica-mark, waar we een ton robots verkopen, spraken we met een paar van onze klanten en ze waren erg enthousiast over de mogelijkheid van ons de grootte van deze robot te verkleinen - zodat ze hun totale fabrieksruimte konden verminderen,” zei Rick Brookshire, groepsproductmanager. “Het begon in de elektronica-industrie, maar zodra we het product introduceerden, begonnen we veel vragen te krijgen uit de medische en automotieve industrieën.”

Zelfs al zijn Epson's C4 zes-as robots compact vergeleken met concurrent-aanbiedingen, is Epson's C4 zes-as robot geen match zelfs met het bedrijf's N2 wanneer het gaat om krappe ruimtes, zei hij. De C4 heeft een 23,6" (600-mm) bereik maar vereist 26" (660 mm) om in te werken.

De N2 kan aan het plafond of een tafel gemonteerd worden. Het heeft opties inclusief visie-sturing en kracht-sensing.