通常情況下，快速完成揀選和堆垛任務(wù)是Delta機(jī)器人的專業(yè)范圍。設(shè)備生產(chǎn)廠商mbu新展示了Fanuc德國(guó)公司提供的M-liA設(shè)備的性能。在此，由相機(jī)在一個(gè)檢測(cè)單元中控制機(jī)器人。對(duì)于使用者而言，這意味著有很多優(yōu)勢(shì)：因?yàn)橛脩艨稍诋a(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段了解產(chǎn)品在生產(chǎn)和安裝過程中，并非總能保證實(shí)施最佳技術(shù)解決方案。所以，在啟動(dòng)產(chǎn)品生產(chǎn)前需要有檢測(cè)該產(chǎn)品的具體過程的技術(shù)解決方案，且可在持續(xù)的生產(chǎn)運(yùn)行中保持檢測(cè)產(chǎn)品的高靈活性。
在27s內(nèi)檢測(cè)空氣壓縮機(jī)的27項(xiàng)性能
位于Ummern的生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)廠商mbu公司的合伙人兼經(jīng)理Gerhard Günzel說：“我們必須能夠給出讓用戶一次便能夠接受的決定。” Günzel近年來作為汽車行業(yè)的供貨商，不僅懂得技術(shù)，了解產(chǎn)品的生產(chǎn)和安裝過程，且能夠決定生產(chǎn)程序。Günzel的公司是一家有25個(gè)工作人員的設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，其經(jīng)營(yíng)范圍包括檢測(cè)裝置、折疊小客車安全氣囊裝置及制動(dòng)器和制動(dòng)器部件安裝作業(yè)線上所使用的設(shè)備。
就在之前，mbu公司為美國(guó)Continental公司設(shè)計(jì)并安裝了一臺(tái)檢測(cè)單元，在該檢測(cè)單元里對(duì)高檔汽車空氣彈簧系統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，總共檢測(cè)空氣壓縮機(jī)的27項(xiàng)性能。整個(gè)檢測(cè)的作業(yè)時(shí)間為27s。這聽起來像是競(jìng)技體育的項(xiàng)目，但事實(shí)上并非如此。mbu公司研發(fā)、設(shè)計(jì)和自動(dòng)化部門的負(fù)責(zé)人 Andres Müller表示：“有些情況下，我們通過一個(gè)圖像所檢測(cè)的空氣壓縮機(jī)的性能會(huì)更多。”如果所檢測(cè)的各種性能均正常，人們便在該空氣壓縮機(jī)上粘貼上一個(gè)標(biāo)簽。為了安全起見，該標(biāo)簽還要進(jìn)行一次掃描，之后只有當(dāng)夾子脫落，才能包裝和輸送該空氣壓縮機(jī)件。
在此之前，這些部件的檢測(cè)均是手工完成。但是，高質(zhì)量要求使得這部分檢測(cè)必須實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。當(dāng)美國(guó)Continental公司的一個(gè)工廠中安裝了一條新的汽車空氣彈簧壓縮機(jī)組裝作業(yè)線時(shí)，人們談?wù)摳嗟氖顷P(guān)于mbu公司研發(fā)的檢測(cè)單元。
從設(shè)計(jì)上看，人們首先想到的是門架式檢測(cè)單元，檢測(cè)部件能夠進(jìn)入該檢測(cè)單元并應(yīng)能夠在相機(jī)下進(jìn)行檢測(cè)。Müller這樣說道：“在設(shè)計(jì)階段我們便強(qiáng)調(diào)了該檢測(cè)單元應(yīng)在這些框架條件下將多方面的檢測(cè)綜合到一個(gè)這樣的檢測(cè)單元中。”
在該檢測(cè)單元的研發(fā)過程中，沒有能夠做出所有的最終決定，但這并不能減輕該項(xiàng)設(shè)計(jì)工作。Günzel表示：“在研發(fā)時(shí)間越來越短的過程中，我們總是面臨著這樣的狀況，也就是在相應(yīng)的產(chǎn)品實(shí)際達(dá)到批量生產(chǎn)水平之前，由于時(shí)間方面的原因，我們經(jīng)常不得不安裝一個(gè)確定的檢測(cè)單元。”
美國(guó)Continental公司的這個(gè)工廠最終選擇了mbu公司提供的M-liA設(shè)備，并以購(gòu)置了一臺(tái)小型Delta機(jī)器人。Müller解釋道：“該機(jī)器人對(duì)于美國(guó)Continental公司的這個(gè)工廠的檢測(cè)任務(wù)來說是一個(gè)完美的技術(shù)解決方案。”Müller總結(jié)他一段時(shí)間以來的經(jīng)驗(yàn)表示，關(guān)節(jié)機(jī)器人成本較高，人們只是節(jié)省了過程處理軸的部分。如上訴方式使用機(jī)器人技術(shù)是正確的。
迄今為止，mbu公司生產(chǎn)的設(shè)備絕大多數(shù)使用的是中小型控制機(jī)器人。機(jī)器人結(jié)合圖像處理系統(tǒng)是適合完成尤其是如快速完成揀選和堆垛這樣任務(wù)的靈活設(shè)備。迄今為止，完全傳統(tǒng)的做法是，固定安裝相機(jī)和由一臺(tái)機(jī)器人進(jìn)行加工工件的處理。對(duì)于美國(guó)Continental公司的這家工廠的檢測(cè)單元來說，人們首先設(shè)置了出發(fā)點(diǎn)，因?yàn)槿藗儧Q定通過控制機(jī)器人的相機(jī)，達(dá)到檢測(cè)單元的快速運(yùn)行和最大的靈活性，這是一臺(tái)清晰度中等的簡(jiǎn)單黑白相機(jī)(圖1)。
圖1：Delta機(jī)器人正控制相機(jī)通過工件的上方。在此，相機(jī)是集成到機(jī)器人控制裝置中的
Continental公司的工廠的檢測(cè)單元整體式設(shè)置在一個(gè)單獨(dú)的房間內(nèi)，當(dāng)檢測(cè)處檢測(cè)作業(yè)處于高負(fù)荷或是需要檢測(cè)的結(jié)構(gòu)部件很大時(shí)，人們可將此類結(jié)構(gòu)部件的檢測(cè)作業(yè)轉(zhuǎn)交給常年與Continental公司建立良好合作關(guān)系的企業(yè)。而在這種情況下，mbu公司自身仍然會(huì)為此承擔(dān)設(shè)計(jì)、制造和編程的業(yè)務(wù)。
一個(gè)轉(zhuǎn)軸可承擔(dān)檢測(cè)工件360°的定位功能
在研發(fā)階段便進(jìn)行檢測(cè)單元的設(shè)計(jì)，在該階段還不能完全確定該新檢測(cè)單元產(chǎn)品的所有功能。對(duì)于一個(gè)由各個(gè)不同單個(gè)部件組成的新檢測(cè)設(shè)備產(chǎn)品來說，必須進(jìn)行設(shè)計(jì)和構(gòu)想才能建造。對(duì)于Günzel和其團(tuán)隊(duì)來說，這樣的情況并不新鮮，Günzel說：“我們有時(shí)必須預(yù)見檢測(cè)作業(yè)的情況，這些情況往往是在與用戶首次商談時(shí)幾乎不能完全了解到，原因是我們提供的檢測(cè)設(shè)備產(chǎn)品還未完成研發(fā)工作。”與用戶保持緊密的關(guān)系使得mbu公司能夠很好的取得成功。因?yàn)樽鳛橛脩簦珻ontinental公司的這家工廠對(duì)mbu公司設(shè)計(jì)人員的思路及對(duì)該公司檢測(cè)技術(shù)靈活性非常信任，所以在較早的時(shí)間里便商定了檢測(cè)單元所需價(jià)格。
Continental公司工廠的檢測(cè)單元任務(wù)是檢測(cè)空氣彈簧系統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)的總共27項(xiàng)性能。由一臺(tái)相機(jī)拍攝空氣壓縮機(jī)的性能，并由圖像系統(tǒng)將這些圖像與事先給定的定義照片進(jìn)行比較。在檢測(cè)單元前面安裝有組裝好的結(jié)構(gòu)部件制成的支架和通氣管。所有這些附件均必須設(shè)置完好、位置正確且具體選擇也要通過測(cè)試。此時(shí)由一個(gè)工人將空氣壓縮機(jī)放置到檢測(cè)單元的支撐裝置上。該支撐裝置安裝在一根縱向運(yùn)行的軸上，之后駛?cè)霗z測(cè)單元內(nèi)。該輸送軸又重新安裝在一根轉(zhuǎn)軸上，輸送軸僅用于讓檢測(cè)工件入出檢測(cè)單元，而轉(zhuǎn)軸則具有檢測(cè)工件360°的定位功能。該檢測(cè)單元的訣竅是一臺(tái)工作快速的Delta機(jī)器人，該型機(jī)器人是此級(jí)別機(jī)器人中唯一擁有三軸手關(guān)節(jié)的機(jī)器人，該機(jī)器人有6個(gè)自由度(圖2)。這樣，機(jī)器人便不會(huì)滿負(fù)荷使用，在作業(yè)時(shí)，其運(yùn)行速度僅為其最大速度的40%。這樣便已能夠完成檢測(cè)任務(wù)，并為以后可能的改造留出了余地。
圖2：檢測(cè)快速的Delta機(jī)器人擁有一個(gè)三軸手關(guān)節(jié)，因此作業(yè)時(shí)總共有6個(gè)自由度
理論上mbu公司的Fanuc控制裝置總共有8軸。Müller表示：“對(duì)于我們而言，決定性的是相機(jī)直接集成到機(jī)器人控制裝置里。”這一點(diǎn)也是用戶選擇了Fanuc控制裝置的決定性因素。
對(duì)于一個(gè)確定性能的編程也存儲(chǔ)了相應(yīng)的參考照片。然后相機(jī)從機(jī)器人行駛到一個(gè)相應(yīng)的位置，此時(shí)檢測(cè)單元可這樣編程，也就是機(jī)器人掌握住每個(gè)確定的標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出(N.-i-O )特性并發(fā)出信號(hào)。而操控檢測(cè)單元的工作人員可以事后進(jìn)行補(bǔ)回檢測(cè)，或是在圖像檢測(cè)后重新釋放檢測(cè)程序。正確的方法是在緩沖彈簧到達(dá)正確的位置時(shí)重新釋放檢測(cè)程序。
緩沖彈簧是自動(dòng)化安裝的，有可能兩個(gè)緩沖彈簧相互勾連在一起，此時(shí)相機(jī)會(huì)識(shí)別現(xiàn)場(chǎng)輸入/輸出(I.-O.)圖片的白色部分和正確位置。
人們可在線在檢測(cè)設(shè)備上進(jìn)行信息存取
對(duì)于mbu公司研發(fā)、設(shè)計(jì)和自動(dòng)化的負(fù)責(zé)人Müller而言，該檢測(cè)單元的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，相機(jī)能夠直接通過機(jī)器人控制裝置里的相稱物(或人)進(jìn)行識(shí)別和調(diào)整。Müller同時(shí)解釋了他是如何為其企業(yè)節(jié)省了成本。原因是，他堅(jiān)稱通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器對(duì)檢測(cè)單元所檢測(cè)的緩沖彈簧空氣壓縮機(jī)的特性進(jìn)行新的調(diào)整和檢測(cè)，他說：“必要時(shí)，我使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)就可以處理照片，用戶也可以自行進(jìn)行校準(zhǔn)和清除。”
在線情況下，人們可以直接在檢測(cè)設(shè)備上進(jìn)行信息存取，這樣該檢測(cè)設(shè)備便可一步步運(yùn)行，并在需要時(shí)檢測(cè)緩沖彈簧空氣壓縮機(jī)的一個(gè)新的特性。在此，用戶可于在線運(yùn)行的情況下追隨檢測(cè)的每個(gè)運(yùn)行步驟。這種技術(shù)解決方案已經(jīng)有助于緩沖彈簧空氣壓縮機(jī)的性能檢測(cè)，且這種檢測(cè)方法比一個(gè)工作人員在檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)工作還要快很多。
mbu公司的員工堅(jiān)信這種在線檢測(cè)技術(shù)解決方案是可行的。因?yàn)楫a(chǎn)品的質(zhì)量也是通過程序的質(zhì)量來控制，所以若今后用戶數(shù)量增加，公司將采用這種靈活的在線檢測(cè)技術(shù)解決方案。將來，公司會(huì)根據(jù)用戶的要求加強(qiáng)在線檢測(cè)技術(shù)解決方案的應(yīng)用。mbu公司研發(fā)的檢測(cè)緩沖彈簧空氣壓縮機(jī)產(chǎn)品的出錯(cuò)率及其出錯(cuò)的分布情況統(tǒng)計(jì)表明，該檢測(cè)單元隨時(shí)可以使用。
