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苏州高通机械科技有限公司

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四轴和六轴机器人的区别是什么,看了就知道!

2019-04-28 17:24:58 苏州高通机械科技有限公司 阅读


小型装配机器人之所以获得越来越多包装企业的青睐,正在于它如今已可以胜任包括装配在内的各种包装生产任务,包括所有材料的处理,如取放、装卸、包装成型等包装前端流程相关的工序,以及打标签、检验、抽样等加工工序。


需要指出的是,本文所说的小型装配机器人,是指大有效载荷可达20 kg(44磅)、远处理距离可达1300mm(51英寸)的机器人。这类机器人有两种基本类型:四轴SCARA机器人(以下简称四轴机器人)和六轴关节式机器人(以下简称六轴机器人)。其中,四轴机器人是特别为高速取放作业而设计的,而六轴机器人则提供了更高的生产运动灵活性。


四轴机器人
小型装配机器人中,“四轴SCARA机器人”是指“选择性装配关节机器臂”,即四轴机器人的手臂部分可以在一个几何平面内自由移动。
SCARA机器人的前两个关节可以在水平面上左右自由旋转。第三个关节由一个称为羽毛(quill)的金属杆和夹持器组成。该金属杆可以在垂直平面内向上和向下移动或围绕其垂直轴旋转,但不能倾斜。
这种独特的设计使四轴机器人具有很强的刚性,从而使它们能够胜任高速和高重复性的工作。在包装应用中,四轴机器人擅长高速取放和其他材料处理任务。


六轴机器人
六轴机器人比四轴机器人多两个关节,因此有更多的“行动自由度”。
六轴机器人的第一个关节能像四轴机器人一样在水平面自由旋转,后两个关节能在垂直平面移动。此外,六轴机器人有一个“手臂”,两个“腕”关节,这让它具有人类的手臂和手腕类似的能力。
六轴机器人更多的关节意味着他们可以拿起水平面上任意朝向的部件,以特殊的角度放入包装产品里。他们还可以执行许多由熟练工人才能完成的操作。

机器人自动化包装应用指南
在包装生产线上整合机器人技术并得以应用,其实没有有些人想象的那么复杂、危险与高成本,反而是非常简易而安全的,同时也可能获得经济优势。
1.生产安全性
在安装时,机器人通常被正立或倒置安装在封闭的自动化工作单元上。工作单元的外层一般由铝框、防碎塑料或孔状金属网包裹。机器人及其他相关设备一般使用螺栓固定在工作单元的钢铁机台平面上。工作单元的采用使得工作人员可在外围观察机器人工作台的工作状况,而无须进入工作单元内部。
为安全起见,一旦打开了工作单元的检修门,机器人将自动停止工作。对于那些不能完全密闭在一个工作单元内的机器人,如门帘、压力感应地垫等装置同样可以提供自动关闭功能。

2.生产简易性
而包含控制机器人运行的电子电路控制器,通常位于工作单元平台的下端。一般而言,大多数机器人制造商为用户提供了友好的编程软件,操作人员不需要掌握专业的机器人编程技术即可自如操控。通过手持接口设备或计算机,操作人员可以对机器人进行程序设置。
而教学模块允许操作人员控制机器人从一个地点移动到另一个地点,并指示其在每个位置的动作,也就是说,操作人员可以“教”机器人它工作所需的常规动作。
而借助相关软件,操作人员也可以通过计算机远程对机器人编程,从而节省开发时间。此外,通过一个模拟的三维环境,操作人员也可以对机器人和其他外围设备进行配置,而不必直接操作机器人的部件。

3.低成本生产优势
相对于传统自动化设备,在包装生产流程中使用装配机器人重要的好处在于能够降低生产成本。使用机器人不仅初始成本较低,而且因为其高度的灵活性,很快就能获得投资回报。小尺寸和低维护费用使总成本也较低。
机器人与传统自动化设备相配合,还可以使包装生产更有效率,更能保证包装产品的质量一致性,与人工作业相比,具有更好的成本效益比。但需要指出的是,虽然机器人能够填补一些自动化生产的空白,但生产线上的其他任务可能仍然需要手工完成,因为一个传统的全自动化解决方案会过于昂贵。


同时,与专门为特定生产过程设计的固定式自动化设备不同,机器人由于基于模块化设计,因而能够相对容易地适应一个自动化系统,大大减少了昂贵的工程设计费用。此外,机器人工作单元通常比固定自动化设备的体积更小,这也节约了宝贵的厂房空间。如果需要,机器人可以移动到其他生产线中,从而减少企业的设备投资。
而且,与固定自动化设备不同,机器人并不需要更新昂贵的工具以满足产品变化的需求。通常,只需对程序进行简单修改,对臂端操作装置进行更换就能满足产品变化的需求。这特别有利于包装设计变化频繁的小批量包装生产。通常固定自动化生产线无法满足这种变化的需求,或者实现成本过于昂贵。


此外,装配了多功能自动夹取器或自动工具切换器的机器人,可以执行多种操作,如先对产品进行装卸、检查和贴商标,然后再将其放入包装中。同时多功能机器人能轻松应付多种大小和形状的产品。此外,如装配视觉检测系统和输送带跟踪系统等可选配件,还能进一步提高机器人的能力。


后还需指出的是,机器人技术由于采用封闭式结构(通常自动化设备的一些部件,如马达等设备是敞开的,因而容易进入灰尘和碎片对机器造成磨损),因而保养成本要低得多。


恶劣工况或满负荷状态下工作的FANUC机器人保养须知

 发那科机器人 上海发那科技术沙龙 7月17日

对于FANUC机器人,发那科公司规定在使用一定的时间后应定期对机器人进行保养。保养的内容包括对各轴减速机/齿轮箱更换润滑油、更换电池、清理灰尘等。其中,各轴减速机/齿轮箱油脂更换的周期和方法尤其重要,特别是对于在恶劣工况或者满负荷状态下工作的机器人,如果换油的时机和方法掌握的不对,极易造成减速机/齿轮箱的提前磨损或关节处油封漏油等故障。为了更好的使用机器人,本文针对恶劣工况或满负荷状态下工作的FANUC机器人换油要点进行重点介绍。


为了更清晰地描述换油的注意事项,本文选择两种常用在极端工况的FANUC机型进行讲解。一种机型是R-2000iC/210WE,常用于在高温、高湿的清洗房内。另一种机型是M-10iA,常用于小物品的搬运、弧焊以及压铸喷淋等,因其动作轻便、生产效率高,故常常节拍很快,全年无休的满负荷使用。


为了更清晰地描述换油的注意事项,本文选择两种常用在极端工况的FANUC机型进行讲解。一种机型是R-2000iC/210WE,常用于在高温、高湿的清洗房内。另一种机型是M-10iA,常用于小物品的搬运、弧焊以及压铸喷淋等,因其动作轻便、生产效率高,故常常节拍很快,全年无休的满负荷使用。

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图1 清洗机器人R-2000iC/210WE


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图2 中小型机M-10iA
 
1.清洗机器人R-2000iC/210WE
J1/J2/J3轴的减速机、J4/J5/J6轴的齿轮箱、以及手腕的润滑油,必须按照正确的方法以每1年或累计运转时间每达3840小时的较短一方为周期进行更换,而且必须使用从发那科公司购买的正品润滑油。
有关供应的润滑油以及供油量如下:

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图3 1年(3840小时)定期更换用指定润滑油以及供油量

润滑油的更换、补充,应以下列姿势进行:

非标设备定制图4 R-2000iC/210WE机器人供油时的姿势

2.中小型机M-10iA
J1/J2/J3轴减速机的润滑油以及J4/J5/J6轴齿轮箱的润滑油必须按照正确的方法以每3年、或者累计运转时间每达11520小时的较短一方为周期进行更换,而且必须使用从发那科公司购买的正品润滑油。
全年无休满负荷工作的小时数为:365×24=8760h。
有关供应的润滑油以及供油量如下:

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图5 3年(11520小时)定期更换用指定润滑油以及供油量

润滑油的更换、补充,应以下列姿势进行:

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图6 M-10iA机器人供油时的姿势

3.更换油脂时的注意事项
1)务必使用FANUC唯一官方渠道购买的正品油脂,确保油脂品质能够满足机器人机械部件的运动需求,否则会导致机器人机械部件提前磨损而无法正常工作。


2)务必将机器人调整至要求的注油姿态,这样机构内部油路是顺畅的,可以取得最好的换油效果,且不易在注油时让油路密封承受过大的压力。


3)更换各轴油脂时,要确保打开正确的注油口和对应的排油口。假如不是很确定,建议加油前先在排油口处涂抹点油脂,这样注油时可以查看排油口处有无气泡冒出以确定油路是否顺畅。


4)更换油脂时注油速度务必不能过快,应保持匀速、缓慢加注。对于发那科同款手动油枪,手动注油时以每2秒按压油枪1次为宜;对于发那科同款气动油枪,注油枪前端压力应保持在0.15MPa以下。


5)注油完成后,减速机内部压力会比较大,所以此时一定要做好各轴充分排压。打开各轴排油口,堵上各轴进油口,编程动作各轴60°以上角度,以自动模式或T2模式100%高速运行20min左右即可充分释放压力。若现场达不到上述要求的排压条件,请适当延长排压时间。


6)对于有垫片的注、排油口螺塞,请确保螺塞垫片不丢失以及螺塞长度合适,否则可能会使螺塞拧入太深,接触到内部减速机而使其损坏。同时,堵住螺塞时务必确保螺塞口无异物,切勿将异物带入减速机内部从而磨损减速机。


7)机器人正常允许的环境温度是0-45°,而在清洗房内或满负荷频繁反转运动下,机器人周围的环境温度以及机器人各轴减速机的温度均高于正常值。此时,润滑油及油槽内压会上升。在这种情况下,建议在注油后一天以及一周时,趁运转刚结束后,打开每个轴的排油口释放压力,1分钟后再堵上油口。

4.换油保养不当可能会引发的故障
1)超过规定周期未及时保养,因润滑油失效而起不到保护效果,导致机械部件磨损,最终会导致减速机间隙过大或卡死。


2)使用非发那科官方渠道购买的润滑油,因品质不达标,导致润滑油在使用过程中提前失效,在规定保养周期内未起到保护效果,最终也会导致机械部件磨损,各轴间隙过大或卡死。同时,有些劣质油脂在失效的过程中会释放部分气体,也会导致油槽内压过大而出现漏油现象。


3)未按正确的机器人姿态保养、或未打开正确的排油口、或注油速度过快、或注油完成后未充分并定期的释放压力,均会导致各轴机械部件内压过大,从而会使润滑油从油封处挤出,进入马达内或各关节外,导致漏油。轻微的漏油,可以通过定期更换油脂、注意释放内压缓解。但严重的漏油,极大可能是各关节油封已被顶起凸出,这时只能通过更换减速机来解决漏油故障了。

5.总结
机器人保养虽然是件不起眼的事情,但是,正确的保养却是对机器人延长使用寿命有着极大的帮助。只有我们重视细节,按规范操作保养,才能减少机器人的故障率,减少停机时间和维修费用,提高生产效率,获取更大的经济效益。