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工业机器人工具快换装置

(2011-07-21 00:52:32)
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杂谈

机器人工具快换装置使单个机器人能够在制造和装备过程中交换使用不同的末端执行器以增加柔性,被广泛应用于自动点焊、弧焊、材料抓举、冲压、检测、卷边、装配、材料去除、毛刺清理、包装等操作,具有生产线更换快速、有效降低停工时间等多种优势。
目前,国外在机器人自动更换技术方面比较先进,生产的自动更换器都有各自的特点,起步早,专业化程度高,但价格昂贵,技术不对外。国内一些大学和研究所也进行了一定的研究,但都没有形成产业化,只是对于某个特殊领域进行研究,大多数产品都存在质量、可靠性较低,通用性较差等缺点,与国外先进水平差距较大。国外较有名的快换装置品牌有如美国DE-STA-CO、ATI、AGI、RAD等,另外部分机器人公司如STAUBLI等也有不同型号的快换装置。
机器人工具快换装置(Robotic Tool Changer)通过使机器人自动更换不同的末端执行器或外围设备,使机器人的应用更具柔性。这些末端执行器和外围设备包含例如点焊焊枪、抓手、真空工具、气动和电动马达等。工具快换装置包括一个机器人侧用来安装在机器人手臂上,还包括一个工具侧用来安装在末端执行器上。工具快换装置能够让不同的介质例如气体、电信号、液体、视频、超声等从机器人手臂连通到末端执行器。机器人工具快换装置的优点在于:

1. 生产线更换可以在数秒内完成;2. 维护和修理工具可以快速更换,大大降低停工时间;3. 通过在应用中使用1个以上的末端执行器,从而使柔性增加;4. 使用自动交换单一功能的末端执行器,代替原有笨重复杂的多功能工装执行器。

工具快换装置分为机器人侧(Master side)和工具侧(Tool side),机器人侧安装在机器人前端手臂上,工具侧安装在执行工具上(工具是焊钳、抓手等),工具快换装置能快捷的实现机器人侧与执行工具之间电、气体和液体相通。一个机器人侧可以根据用户的实际情况与多个工具侧配合使用,增加机器人生产线的柔性制造、增加机器人生产线的效率和降低生产成本。其基本原理如下所示:

工业机器人工具快换装置

工业机器人工具快换装置

工具快换接头的常规结构如下图所示:

工业机器人工具快换装置

在选择工具快换装置时需要考虑以下信息:

1:工具快换装置的抗力矩能力-因为工具快换装置机器人侧锁紧工具侧,伴随机器人以一定加速度移动时、加上执行工具的偏心、自身重力,会形成很大的力矩;如果抗力矩能力差,机器人侧和工具侧之间会形成张角,造成总线信号中断、漏水/气,严重的会造成工具脱落;

2:工具快换装置具备气体压力丢失保护功能-工具快换装置大多数使用气动锁紧机构(ATI有电驱动工具快换装置),如果调试、应用时出现气源中断,工具快换装置机器人侧一定要保持锁紧工具侧,ATI凭借自身的机械设计、不需要弹簧就能实现气体压力丢失保护功能;弹簧自身存在卡子、老化,用于实现气体压力丢失保护功能是非常不可靠的;

3:工具快换装置具备工具支架互锁功能-机器人需要控制电磁阀给工具快换装置供气、实现工具快换装置的锁紧/打开;在调试时、很容易因为误操作人为的给出错误指令;ATI工具快换装置通过各个可监控的环节、与工具支架配合,实现在正常工作时、即使误操作给出打开指令,工具快换装置也不会实施打开操作;如果使用DeviceNet总线控制,控制器还能检测这些信号;

4:工具快换装置具备在线维护/维修的可能-汽车厂的生产不允许出现长时间的停产,ATI工具快换装置采用模块化设计,一套内六角扳手就能在10分钟内实现所有易损件的更换;ATI提供工具快换装置机械部分3年质保政策,因质量、加工缺陷等原因造成的问题,我们负责维修或更换新产品;

5:工具快换装置必须提供专业的技术培训-让汽车厂现场维护人员,和我们一样的了解工具快换装置、熟练的实现维护和维修;

6:考虑工具快换装置的长期使用成本-工具快换装置作为生产设备,客户在初次购买时一定要通过产品的沿用性、备件购买以及设备提供方的增值服务考虑它的长期使用成本。



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