欧姆龙全自动涂胶机器人的应用

工艺介绍

　　自2007年【限塑令】实施以来，塑料包装受到了极大的限制。随之，以啤酒罐、茶叶罐、机油罐为代表的各类金属罐制品愈发增多，金属包装开始迎来飞速发展的时期，

　　金属制罐分为罐盖和罐身两部分，罐盖经过金属板原料的裁片、冲压、卷边和涂胶等工艺制成。目前，由于人工成本不断上扬，“机器换人”的需求迫在眉睫，而如何以更低的成本导入机器，又能达到柔、准、快三个特点，是金属包装行业亟需解决的课题。

　　金属盖涂胶机器人设备

　　课题

　　1. 受到机械误差、机器人误差、出胶头歪斜幅度和工艺误差等多因素影响，涂胶轨迹精度难以达到要求。

　　2. 购置成套并联机器人成本高昂，且示教过程繁琐，依赖熟练技术人员的感性与经验。

　　解决方案

　　1. 优化检测算法，精准定位起点坐标，实现高精度轨迹控制

　　金属盖是冲压成型，工艺精度±0.05mm，机器人轨迹跟随的精度在机器人算法的优化下可达0.01mm，已达到要求。因此，四周边缘的涂胶可采用固定形态轨迹，根据视觉定位的起点位置和倾斜角度进行整体调整。

　　因为矩形盖的倾斜角度很容易获得，所以定位的关键就是起点的检测。经过数十次实验发现，最契合机器人动作方式的轨迹起点，是在右上角弧边与直边交点向盖内侧方向的位置上。

　　而由于实际情况下每台设备的机械误差、机器人误差、出胶头歪斜幅度和工艺误差综合起来都是不同的，因此起点位置依然会存在变化，需要进行微调。我们通过优化检测算法，使设备能够精准量化起点坐标，简化轨迹的微调，降低操作难度，如此一来，即使是无经验的操作人员，亦可将轨迹精度控制在±0.2mm以内。

　　2. 借助EtherCAT通信指令控制功能，实现新品的全自动示教

　　首先，欧姆龙仅通过控制器+伺服的方式，实现了涂胶的运动控制，仅需简单搭建机械结构即可，无需耗费大量费用购置并联机器人。

　　其次，PLC通过EtherCAT通信发送“场景复制”指令给视觉，视觉会在指定位置以模版场景为蓝本新增一个新场景，模版场景中有IF分支用于程序运行模式和示教模式的切换。

　　然后，继续通过EtherCAT通信的数据写入指令，将长宽尺寸等必要数据写入视觉新场景的指定单元存储起来，留作测量区域和限值范围的自动设定参照。

　　最后，再通过通信指令控制视觉执行示教，也就是切换分支后触发执行测量，新场景程序就会以示教模式运行，此时示教分支内的处理单元图形设定就可以刷新形状搜索Ⅲ的模型区域实现当前图像下的模型登录，新产品的测量程序也就示教完成了。

　　控制系统

　　机械自动化控制器 NJ / NX系列

　　AC伺服系统 1S系列

　　图像处理系统 FH系列

　　实现价值

　　1. 精度：

　　精确到±0.2mm的动态涂胶轨迹精度

　　实现了210×280mm视野范围内精确到±0.2mm的涂胶轨迹高精度定位，可兼容不同尺寸和圆角半径的金属盖涂胶，且微调简便。

　　2. 省工时：

　　2min以内的新产品检测程序全自动示教

　　实现了新场景自动生成、参数数据自动写入、搜索模型自动登录、测量区域自动生成等功能，新品示教过程时间压缩到2min以内，其中最简单的三个操作由人工完成，其余的场景新增、数据计算和模型登录均由设备自动完成。

　　【经营层】

　　■ 在金属包装飞速发展的背景下，快速应对市场变化，通过全自动高速涂胶的方式替换传统人工，大幅提升涂胶轨迹精度，降低人力成本，助力打造业内Top竞争力。

　　【管理层】

　　■ 该系统的自动示教功能支持简便微调，即使是无经验的操作人员，亦可将轨迹精度控制在±0.2mm以内，缓解了对熟练技术人员的依赖，降低人工成本，减少不合格品的产生。

　　■ 通过自动化涂胶设备替换人工，涂胶轨迹数据以及设备运行数据均可收集、存储、分析，实现更为宏观且高效的生产管理。

　　【工程师层】

　　■ 欧姆龙机械自动化控制器NJ/NX系列，内置各类算法实现的功能块，仅需写入最基础的参数即可实现，调试简单，开发周期短。

　　■ 实现全自动涂胶，可兼容不同尺寸和圆角半径的金属盖涂胶，轨迹精度控制在±0.2mm以内。

　　文章来源：欧姆龙工业自动化资讯号

欧姆龙全自动涂胶机器人的应用

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