雄克小批量自动化生产解决方案

近年来,自动化机床上下料的发展相当成功,即便是在极小批量的生产中,也可以显著降低装设所需的停机时间,以最少的人力实现全天候的机床利用率。在这方面,夹持装置和抓取系统起到了决定性的作用。

现代自动化机床上下料包括三个核心要素:最短的周期时间、最大的系统可用性以及灵活适应各种生产调整的能力。通过业内的实践证明,为提高小批量生产的工艺灵活性,优化生产效率,制造商首先应对复杂的流程进行精简。这需要针对刀具、刀柄和工件夹持装置制定并执行严格而清晰的使用规范。同时,调整位置布局,缩短与机床之间的距离,从而最小化装设时间,并通过调整零件存储单元的位置来理顺生产流程。

对于企业而言,对整个系统,包括机床、夹持装置、刀具、抓取技术和其他装载组件有系统性的全局认识尤为重要。因为在小批量生产中,机床上下料的最佳方式往往通过优化个别工序:夹持装置可直接更换,或与机器人、龙门实现高效配合来搬运工件,或一个柔性的生产系统。雄克 (SCHUNK) 的夹持技术和抓取系统有11 000多种标准组件,在通过机器人实现的机床上下料中,可为客户提供理想的定制化解决方案。

个性化模块解决方案

标准托盘装载系统能够高度灵活而稳定地更换不同的夹持设备。工件和夹持设备在托盘上完成预设后,被放置在货架上,然后通过托盘货架依次传送至加工中心。托盘的底部有连接快换系统的标准接口。相比使用其他适配器,这个标准接口能够让机床快速与不同的工件相连。

最新的雄克托盘系统还在托盘侧面另设有接口,用于稳固地与机器人相连。雄克VERO-S NSA plus托盘装载系统是另外一种高效的解决方案,扁平化设计可在加工区域内为工件和轴向运动提供充裕的空间。采用雄克的快速行程和夹紧行程专利技术,该系统能够实现20 000N的下拉力和超过100 000N的夹紧力。所有功能部件如基体、滑块和锁定环,均采用硬化不锈钢制成,绝对耐腐蚀。

VERO-S NSA plus托盘装载系统

自动更换过程中,强制气流能够清洁端面和短锥,确保工作表面平整无碎屑。定心环可以确保精准定位参考点。夹持滑块能够提供自适应、自锁夹持功能。对背压的监测能够确保可靠地监测所有工艺步骤。顶销能够微微举升托盘,辅助工件更换。与其他夹持系统相比,雄克VERO-S NSA plus在加工时不会消耗能量。即使空气系统中的压力突然下降,工件依然会保持在安全夹持状态。0.6MPa的气压足以打开模块。

机器人联轴器负载可达1000kg

为提供连接机器人或龙门的标准接口,并确保流程的稳定性,雄克开发了轮廓经过优化的紧凑式NSR轻型联轴器。它适用于空间受限的应用,能够在紧邻机床工作台的位置进行托盘装载。这也催生了低夹持工位和托盘的设计。由于力流外的零件为铝质材料,力流内的零件为不锈钢材料,因此,联轴器能够实现最佳的硬度、强度和重量组合性能。锁定机制具有自适应和自锁性能。托盘的开启、关闭和位置均受感应接近开关监控,确保对整个更换过程的可靠控制。为了确保工艺的稳定性,机器人联轴器采用完全密封设计,防止碎屑和润滑剂渗入,并标配了内置清洁功能。接触点嵌有不锈钢件,提高了机器人联轴器的耐磨性。

该模块为轻量化设计,仅重400g(NSR mini 100)和1 600g(NSR 160)。能够可靠地传送重达75kg(200mm×200mm)和300kg(400mm×400mm)的托盘。此外,雄克还特别为传送最高1 000kg的重型负载开发了NSR maxi 220机器人联轴器。该模块可传输高达4 000N·m的转矩。由路径测量系统监控锁定和解锁,感应接近开关监控托盘的位置。

雄克VERO-S NSR机器人联轴器确保稳定传送夹持托盘

前端快换解决方案

为了丰富传送系统的应用范围,雄克还为机器人前端提供了广泛的快换模组系统。其一般由两部分组成:装在机器人上的快换头以及连接各个工具或机械手的快换适配器。更换末端执行机构后,两个部分自动耦合,实现稳定的机械连接。根据不同的应用,其还可以确保气路或液压管路可靠的直通、稳定的供电和不同电信号的直通。快换头和快换适配器间距离在2.5mm之内时,专利的“无接触锁定系统”将实现可靠更换。

此外,锁定系统还具有获得专利的自锁机制,确保了快换头和快换适配器间的稳定连接,重复精度达0.015mm,比市售的其他模组有了显著的改进。

使用人机协作机械手进行机床上下料

雄克的机器人附件产品快速可靠地执行工具更换

Co-act协作机械手抓取工件进行X射线检测,然后交给工人完成后续处理

目前的生产过程中所使用的机器人通常置于笼子中,以保护在其附近走动的行人免受伤害。人类与机器人的直接协作在未来几年将很快成为生产自动化行业不可或缺的一部分。雄克正在致力于这类“易控型”机械手的开发,以用于各种不同的协作场景和生产领域。

据自动化专家预测,像机床上下料等重复操作将逐渐被协作系统所替代。员工则会同时负责管理几台设备。与机器人和安全护栏的常规自动化解决方案相反,在此类协作应用中,员工将独立处理单个订单或小批量订单。协作系统的另一大应用领域是在对人的健康有威胁的环境中搬运工件,例如,铝铸件的X射线检测。现在,在将部件移交给员工进行后处理和精加工之前,Co-act 机械手能够取代人工直接在X光机的辐射区域内执行搬运作业。

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