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爱普生机器人:轻松自动化的可靠保证

行业上下游中国仪表网2014年02月27日 16:49人气:5101

  提到爱普生(EPSON),人们的第一反应往往是打印机和投影机,而爱普生机器人近年来在工业机器人领域的快速发展,正广泛吸引着来自制造业的关注。为了更加贴近中国市场,2009年10月,爱普生机器人正式在中国成立服务中心和营销总部,全面负责中国大陆地区爱普生工业机器人产品的市场推广、销售、技术支持和售后服务。目前,在中国地区推广的产品主要以4轴工业机器人、6轴工业机器人为主。凭借多年来积累的丰富经验和多元化技术,爱普生机器人为用户提供高效且易用的解决方案,定义轻松自动化的全新内涵。
  
  爱普生于1983年推出第一台用于精密组装的SCARA机器人,自2010年起,爱普生已连续三年位居全球SCARA市场首位。目前SCARAH是爱普生最具代表性的水平多关节机器人,该产品提供了高精度和高速度的双模式,利用爱普生独有的智能控制技术,在高精度模式下(综合定位精度为 /-0.02mm),可有效抑制停止状态时的振动。搬运2kg重物,该产品的标准循环时间(水平300mm,垂直25mm,门形往复运动,停止位置的速度与加速度均为0)可以达到0.29s。出色动作特性的背后是爱普生机器人通过伺服控制、精密减速、编码定位和软件编程实现的高效结合。此外,爱普生于2009年全面进入6轴机器人市场,并于2013年成立工业解决方案运营部,依托全球化的销售和服务网络,通过与系统集成商的紧密合作,帮助制造业用户提升生产率并实现稳定运营。
  
  多元化技术构建核心优势
  
  早在上世纪80年代,爱普生工业机器人就已应用于日本精工手表的装配生产线,凭借高速度、高精度、低振动和小型化的特性,在保证可靠性的前提下,大幅提升劳动生产率。经过多年发展,爱普生陆续开发了独具特色的伺服控制技术、压力传感技术、软件平台技术和视觉跟踪与识别等多元化自有技术,同时积极探索机器人双臂自律控制,构建以机器人产品为核心,覆盖伺服控制器、软件开发平台、智能视觉处理器和末端夹持装置的完整产品体系。
  
  实现机器人带负载情况下的高速运动与精确定位是工业机器人的核心技术之一。目前机器人的控制多是通过编码器、伺服控制和高精密减速机相配合,完成操作动作,其中会有延时和有效性的问题。爱普生小型机器人在机头设有控制芯片,可随时了解机器人的运动姿态,实现智能控制下的精确定位,同时降低了对减速机的要求,为用户提供更加经济的解决方案。此种控制方式的另一个好处是提供了高速模式和高精密模式给用户选择,针对机器人的应用需求,可以采取适当的定位方式。
  
  控制器是机器人的“大脑”,与其他机器人供应商不同,爱普生具有2层控制器产品。配备一个高性能的PC开放架构控制器和一个功能强大的紧凑型低端控制器。可独立于微软Windows应用之外处理实时性控制操作。爱普生专门为小额预算的客户提供低成本、高性能的紧凑型控制器,功能齐全,并有许多集成选项,帮助用户缩短项目开发周期并节省资金。
  
  借助软件平台,机器人拥有了“思维”。目前,大部分集成设备商都是自己研发一套软件来完成机器人和周边设备的通信。为了让行业用户能够专注且便利的实现机器人自动化,爱普生提供了完善而统一的RC(机器人控制)软件应用平台,可以实施对周边PLC和工装夹具的控制,使集成商在完成系统集成时只需考虑客户的需求,而不用担心相关设备的匹配与兼容问题。由于采用通俗易懂、形象生动的用户界面,用户实现以最低的编程耗费实现理想的生产率。
  
  视觉系统就是机器人的“双眼”,凭借爱普生CV1视觉控持器的标识和追踪,机器人可以高速、准确地实现分拣动作。目前针对3C行业对产能的高要求,需要机器人的高节拍动作保证传输带的流畅运行。爱普生的传送带追踪技术能够保证在不停产线的情况下,提供更高的拾取精度(0.1mm)。通过相机生成画面,由机器人和相关辅助装置完成后续操作,搭配彩色相机就可以完成对颜色的识别。利用爱普生投影机作为光源,在横、纵方向上在短时内进行数百次的投射,之后利用软件分析,完成对3维空间中的画面分析,实现通过一台相机完成3D成像。另外,每台爱普生的CV1视觉控制器可以连接4台相机,每台机器人可以连接2台CV1视觉控制器,为用户视觉控制提供充分的扩展空间。
  
  图1:搭载选配的机器人相机和爱普生投影机,机器人即可具备三维物体识别功能,价格相比以往更加低廉。左侧照片中显示的是机器人从一个随机放置了长短不一的螺钉的托盘中准确检测并拾取特定长度螺钉的情景。有了三维物体识别功能,零部件无须有序排列,可在提高生产力的同时降低成本。
  图2:末端执行器能够安全、连续的拾取柔软的易碎物品。在实验环境中,该款机器人甚至成功拾取了豆腐一类的实物。
  
  末端执行器就是机器人的“双手”,做到准确拾取的同时,还要有效控制夹持压力,确保工件不受损伤。以往大型机器人的压力传感器多为单向,应用于打磨操作时的精度控制。爱普生公司自主研发的压力传感器可提供六向自由度,体积小,性价比突出。爱普生通过这种技术,拓宽了应用层面。例如,在电子制造行业的应用中,在插件动作时,可以感知压力,保证效率和效果。在精密夹取各种形态微小的器件时,减少因稳定性不够而产生的掉件率,提高工作效率,满足电子行业高速操作的要求。带压力传感器的机爪,可以在10um间隙情况下可靠完成插取操作,实现精密装配,例如3C行业中的小型电机的定子和转子装配过程中。另外,机器人还可完成特定阻尼要求下的拧瓶盖操作,满足制药行业中具有一定危险性的疫苗试产过程中的操作。针对压力传感的应用需求,爱普生准备帮助用户建立功能选件,将其集成到RC软件平台中。
  
  图3:机械臂下部安装末端执行器,可准确抓握、夹取和插入包括圆柱形在内的不同形状、不同尺寸的物品,并能在操作的同时对施加的握力自动进行调节,以免机器人在开启和扣合药瓶和化妆品瓶盖时捏碎或损坏瓶身。
  
  双臂自律机器人展现未来趋势
  
  双臂自律机器人作为下一代机器人,是爱普生产品研发的重要方向。双臂自律机器人拥有“视觉、触觉和思维”,可自律选择最佳行进路线,内置压力传感器可协调两臂的运动,无损伤地运输和装配工件,机器人可自主识别对象位置与方向,调节对象受力以免造成伤害,评估安全条件,做出决定并执行任务,完成复杂作业。
  
  爱普生自律型双臂机器人最突出的特点是其具备视觉、感应、决策和执行任务等拟人化功能。爱普生的双臂机械人装备有4个摄像头,与人眼一样,可以在3维空间上准确识别物品的位置和方向。通过新开发的视觉传感器,机器人可以抓取不同形状和大小的物品,能直接使用人类使用的工具,不再需要专用工具。另外,机器人体积小、重量轻,能很容易的变更应用位置,可以灵活应对紧急的生产调整。爱普生双臂自律机器人预计2016年3月底实现商用。目前电子行业中很多特定的插件操作,在良品率和稳定性上还未达预期。在汽车制造零部件生产过程中,很多高附加值的连接头虽然产量不大,但制造要求高。自律机器人在上述领域均会有一定的使用空间。
  
  (2013年11月在国际机器人展上展出的爱普生自律型双臂机器人)
  
  整体解决方案提升服务水平

  
  目前,制造业领域中的机器人用户和系统集成商面临更加复杂的外围设备开发和编程,工厂自动化成本不断提升,产品转型或工艺调整周期较长,且现场调试和维护的难度加大。如何发挥机器人的优势,降低生产成本,提高制造效率与柔性业已成为制造业亟待解决的现实问题。爱普生立足自身技术优势,积极推进产品研发,力求成为相关市场的领导者。
  
  基于用户实际需求的解决方案是技术与产品的有效集成。爱普生重视与国内集成商的合作,力求为客户提供基于不同行业特征的整体解决方案。目前在国内与几十家在不同行业和区域的系统集成商保持着密切的合作关系,重点在3C行业和汽车零部件行业积累了丰富的系统解决方案。系统集成商了解行业的实际需求,通过与集成商的密切沟通,收集用户具有代表性的需求,爱普生可以开展有针对性的产品研发。另外,加强与集成商的合作还便于爱普生进行生产预测和产能分配,把控不同类别产品的产量,实现稳定的生产,从而保证企业健康的财务状况。
  
  爱普生始终重视对技术的研发与创新,注重提高技术的实用性,积极将创新的机器人相关技术应用于现有的SCARA机器人和六轴机器人上,使其具备更多创新功能,胜任自主控制程度更高的行业应用。通过技术的革新和产品的升级,帮助制造商摆脱昂贵的外围设备,简化机器人产品的应用与操作,让用户根据生产工艺及对象的不同需要,轻松调整控制设置,真正体验到爱普生机器人带来的便捷与高效。爱普生凭借其独特的先进技术,提供简化工厂自动化流程的解决方案,致力成为全球顾客和系统集成商的最佳工厂自动化合作伙伴。随着国内制造业对精细生产和柔性制造要求的提升,特别是电子制造和汽车零部件领域对机器人迫切而广泛的需求,爱普生机器人在华将迎来更为广阔的市场空间。
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