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        科技動態

        機器人焊接系統中的工具快換方式


        一、機器人工具快換裝置

        工具快換裝置(Robotic Tool Changer)通過使機器人自動更換不同的末端執行器或外圍設備,使機器人的應用更具柔性。這些末端執行器和外圍設備包含點焊焊槍、抓手、氣動和電動馬達等。工具快換裝置包括一個機器人側用來安裝在機器人手臂上,還包括一個工具側用來安裝在末端執行器上。工具快換裝置能夠讓不同的介質例如氣體、電信號、光信號、液體等從機器人手臂連通到末端執行器。機器人工具快換裝置的優點在于:

        1、工具更換可以在數秒內完成;

        2、維護和修理可以快速更換,大大降低停工時間;

        3、通過在應用使用1個以上的末端執行器,從而使柔性增加;

        4、使用自動交換單一功能的末端執行器,代替原有笨重復雜的多工能工裝執行器;

        機器人工具快換裝置,使單個機器人能夠在制造和裝備過程中交換使用不同的末端執行器增加柔性,被廣泛應用于自動點焊、弧焊、材料抓舉、沖壓、檢測、卷邊、裝配、材料去除、毛刺清理、包裝等操作。另外,工具快換裝置在一些重要的應用中能夠為工具提供備份工具,有效避免意外事件。相對人工需數小時更換工具,工具快換裝置自動更換備用工具能夠在數秒鐘內就完成。同時,該裝置還被廣泛應用在一些非機器人領域,包括托臺系統、柔性夾具、人工點焊和人工材料抓舉。

        二、汽車行業的柔性制造

        隨著市場和制造技術的發展,汽車制造企業普遍認為柔性化是成功的關鍵之一。柔性制造能夠在單一的生產線上生產多種產品,它主要通過工具、設備、生產過程快速、頻繁的轉換來實現。柔性制造能夠根據瞬息萬變的市場需求快速改變生產工具、材料抓舉設備、生產過程和生產計劃。柔性制造主要專注于自動化、提高效率和通過減少停工期和更換工具時間來降低成本。其優點主要包括:增加工廠利用率;快速響應隨時改變的市場需求;減低人力成本;降低停工和閑置時間;實現自動化效率最大化;提升產品質量;可高效生產低數量的不同產品。


        機器人是柔性制造系統的基礎之一,但是機器人有一定的限制,一臺沒有安裝工具快換裝置的機器人僅能裝備一個末端執行器且被限制在一個應用中。例如,一臺僅裝備一個焊槍的機器人受焊槍大小幾何尺寸的限制,不能完成其他類似材料抓舉工作。采用機器人工具快換裝置,可以克服這些限制,工具快換裝置讓機器人有能力交換不同功能的末端執行器實現不同功能。工具快換裝置可增加機器人應用的柔性、效率和生產力,并且集成于機器人柔性制造系統中。

        柔性制造是汽車制造企業為了適應不斷變化的汽車市場而選擇的最好的策略之一。高適應性和快速響應使生產企業能夠克服市場需求的突變和不準確的市場預計。實施輪班生產使汽車生產企業能夠在不同的車廠生產不同的車型,在一個工廠生產不同的車型可以增加運行時間,實現生產效率最大化。如果有些車型的銷量比別的好,那么工廠可以通過快速改變生產線來響應,從而保證市場需求,實現利潤最大化。

        三、快換裝置介紹

        快換優點:

        1. 極高的重復精度。獨特設計的雙錐面鎖緊活塞配合定位銷保證了出色的重復精度,在滿載荷情況下經過上百萬次的循環測試結果表明一般的精度都更加優于標注的值。 

        2. 高硬度。工具快換裝置因為鎖緊機構活塞的高鎖緊力和大半徑提供極高的抗扭矩能力,鎖緊后的工具快換裝置在大慣性運動時不會出現松動而導致鎖緊失效或精度問題。 

        3. 出色的可靠性。雙錐面鎖緊機構為內磨損而不是外磨損;長壽命的橡膠密封能夠避免氣壓損失;機器人側彈簧式電信號針與工具側固定針保證了電信號的可靠連通;

        4. 輕重量、集成化設計。質量和體積在不降低可靠性和性能的前提下盡可能的小。 

        5. 防止錯誤的鎖緊機構。鎖緊機構即使在鎖緊氣體壓力瞬間丟失的情況下,也能使機器人側和工具側保持鎖緊狀態。

        四、產品例舉


        史陶比爾換槍盤:



        調試要求:

        抓持器工具端與工具端距離≥100時執行鋼珠解鎖;


        快接近工具端距離25-30間建立中間過度點;


        完全貼合建立到位關鍵點;


        史陶比爾換槍盤實物 :


        關鍵信號介紹:
















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