并聯(lián)機器人由于其高度、輕載的特點廣泛應用于各種工業(yè)生產(chǎn)場景,在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中可完成快速拾取和放置。為了滿足前端設(shè)備產(chǎn)能需要,速度一直是客戶衡量并聯(lián)機器人的主要參數(shù)之一,同時也是客戶擔心和困惑的參數(shù)。結(jié)合應用案例對并聯(lián)機器人的速度問題做出以下簡要分析。
國際上對機器人速度的通用評判標準是跑門字形(25/305/25),阿童木金剛系列D3P-1100型號機器人按標準節(jié)拍的速度可以達到250次/min,這個速度是衡量并聯(lián)機器人本體的重要參數(shù)。但在項目應用過程中,機器人的速度還需要考慮生產(chǎn)工藝、現(xiàn)場布局、放置精度、物料狀態(tài)等因素,所以機器人的應用速度會比標準節(jié)拍的速度慢很多。本文從項目應用角度出發(fā),從末端負載大小、現(xiàn)場布局、項目工藝、穩(wěn)定性幾方面分析。
末端負載大小
機器人的末端負載包括末端夾具、物料兩部分。末端負載越大,機器人的速度越慢。以顆粒帶項目為例,物料的重量為10g-80g,常用的抓取方式為雙抓和三抓,負載的重量主要是末端夾具,因此在末端夾具設(shè)計過程中,輕量化設(shè)計就尤為重要(已有推文介紹)。但在一些項目上,需要增加額外的伸縮或者翻轉(zhuǎn)動作,動作越多,末端重量越大,耗時增加,機器人節(jié)拍降低。以顆粒帶項目為例,使用輕量化多抓夾具,單臺D3P-1100型號機器人最多可滿足前端130袋/min的產(chǎn)量,但如果增加額外的伸縮或者翻轉(zhuǎn)動作,機器人的產(chǎn)能會下降15%左右。
輕量化設(shè)計的多抓夾具
使用輕質(zhì)材料的多抓吸盤
現(xiàn)場布局
并聯(lián)機器人工作站會涉及到與生產(chǎn)線前后端的對接,尤其是在一些自動化改造項目中,現(xiàn)場布局需要依據(jù)現(xiàn)有設(shè)備尺寸進行調(diào)整,如高度、工作空間等。D3P-1100型號機器人的工作空間為橫向直徑1100mm,縱向320mm,在該工作空間內(nèi),機器人的行程越小,速度越快。以顆粒袋項目為例,相同工作情況下,行程300mm與行程600mm的速度會相差20%。以某抓瓶入槽項目為例,機器人行程600-700mm,機器人的節(jié)拍為55次/min。
項目工藝
機器人的抓取分為四種,分別是隨動抓取定點放置、隨動抓取隨動放置、定點抓取隨動放置、定點抓取定點放置。在其他工況相同條件下,定點抓取定點放置的速度為最快,隨動抓取隨動放置的速度為最慢。
機器人的來料狀態(tài)各不相同,放置物料需要滿足客戶的要求。在顆粒袋項目中,由于生產(chǎn)線前端包裝機以及理料情況的不同,一些物料在機器人抓取時是散亂的,甚至是疊料的,與整齊來料的項目應用相比,機器人的抓取速度會下降20%。另外抓放一些易碎物料的應用場景中,為了保證物料的完整,降低產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的損耗率,機器人需要輕拿輕放,同樣會降低機器人的速度。
穩(wěn)定性
在應用并聯(lián)機器人的項目中,速度是一個重要的參數(shù),但是在追求速度的同時也要保證系統(tǒng)的穩(wěn)定。以某袋裝液體擺盤項目為例,物料有300g和500g兩種規(guī)格,以相同的速度運行,300g的物料可以正常生產(chǎn),但500g的物料會出現(xiàn)甩料的情況,即并聯(lián)機器人的速度與物料性質(zhì)、狀態(tài)有一定的關(guān)系。
綜述,速度是并聯(lián)機器人應用的一項綜合指標,也是在場景實際應用中整體參數(shù)的一部分,為得出最優(yōu)的項目解決方案,還需將項目的穩(wěn)定性、可靠性等參數(shù)與速度綜合比較。