三菱電機(jī)日前面向新聞媒體公開了由該公司等開發(fā)的利用多軸機(jī)器人的組裝系統(tǒng)(單元生產(chǎn)系統(tǒng))樣機(jī),這種機(jī)器人具有可揀選線纜等柔性物體并將其頂端的接頭插入基板的功能。兩臺6軸機(jī)器人組合使用了該公司自主開發(fā)的器件,包括可高速識別柔性物體的三維傳感器,以及可準(zhǔn)確識別接頭及螺釘插入狀態(tài)的力傳感器等,組裝時間與以往只靠人工操作進(jìn)行單元生產(chǎn)時相當(dāng)。
該技術(shù)是日本新能源與產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)的“戰(zhàn)略性尖端機(jī)器人核心技術(shù)開發(fā)項目”的開發(fā)成果,由三菱電機(jī)與名古屋大學(xué)、北海道大學(xué)及富山縣立大學(xué)共同開發(fā)。
由系統(tǒng)樣機(jī)組裝的是用線纜連接各基板后以螺釘固定外蓋的馬達(dá)用放大器。先從散裝線纜中分揀出一條線纜,將線纜的一個接頭插入預(yù)先固定在機(jī)殼上的第一塊基板。然后用螺釘將第二塊基板固定在第一塊基板上,再插入另一個接頭。最后一道工序是加上外蓋,以螺釘固定。首先由第一臺機(jī)器人(以下稱機(jī)器人A)從散裝線纜中揀選出線纜裝到夾具上,再由第二臺機(jī)器人(以下稱機(jī)器人B)將接頭插入基板。
三維傳感器設(shè)置在機(jī)器人A的頂端以及進(jìn)行分揀作業(yè)的區(qū)域附近??衫脭z像頭進(jìn)行近紅外光拍攝并識別三維形狀,具有位置精度為1mm、分辨率為0.5mm的性能,識別時間還不到1秒。而且,為了能夠安裝在機(jī)器人的頂端位置,使傳感器實(shí)現(xiàn)了小型輕量化,機(jī)身的容積為300mL,重量約為為500g。
首先,利用機(jī)器人A安裝的傳感器識別散裝狀態(tài)的線纜,由機(jī)器人A用手臂抓住靠近接頭的部分。然后,為了確認(rèn)所持線纜的狀態(tài)(接頭的朝向等),將接頭部分拿到固定式傳感器前。再根據(jù)傳感器確認(rèn)好的信息,將接頭裝到夾具上。將一個接頭裝到夾具上之后,再順著線纜尋找另一個接頭,同樣用固定式傳感器進(jìn)行確認(rèn),然后再裝到夾具上。
機(jī)器人B負(fù)責(zé)將裝配到夾具上的線纜安裝到基板上。由于夾具上接頭的的位置及朝向都十分清楚,因此機(jī)器人B可直接抓住接頭。為了縮短作業(yè)時間,采用了切換控制參數(shù)的方法,只在接頭插入動作開始之前,也就是進(jìn)行空間移動時提高速度。力傳感器使用了光傳感器而不是應(yīng)變儀,還通過改進(jìn)構(gòu)造降低了成本。
系統(tǒng)樣機(jī)還具備可在揀選線纜時識別掉落、接頭或螺釘插入錯誤以及自動恢復(fù)的功能??衫萌S傳感器及測力傳感器提供的信息,通過長時間自動運(yùn)轉(zhuǎn)來提高作業(yè)效率。
今后三菱電機(jī)還計劃將三維傳感器、測力傳感器以及將二者結(jié)合在一起的控制技術(shù)等作為組件產(chǎn)品實(shí)用化。目前已確認(rèn)組裝所需要的時間與依靠人工操作的單元生產(chǎn)相當(dāng),不過今后的課題是成本方面的驗(yàn)證。