于仁颇黎@机器人

　　ABB突破传统铸件清理工艺的瓶颈，研发的机械加工力控制技术，不仅大大提高了生产效率，而且还可以节省编程时间，提高质量水平和稳定性。第六届中国国际压铸会议暨展览会将于6月18至21日在上海国际展览中心举行。届时电力和自动化集团ABB将新推全球柔性精加工解决方案——机械加工力控制技术，囊括FC图形编程界面、FC Pressure 和 FC SpeedChange三种新型功能。传统的铸件清理技术采用位置控制原理，因需要尽可能精确地确定机器人运行路径，编程工作复杂而耗时。传统技术尽管在理论上可获得恒定的研磨抛光质量，然而事实并不尽如人意，加工后的铸件往往前后品质不一，公差各不相同，难以获得稳定的工艺效果。

        RobotWare Machining FC软件配备图形用户界面，采用图标化选项、向导型操作，具有自动路径学习能力，将编程工作化繁为简。Force Control Pressure（压力控制）软件可确保机器人始终沿着工件的表面运行。无论路竟是直是弯，机器人在垂直方向上的位置将得到持续调整，当机器人进行铸件研磨抛光时，该功能可保持刀具对工件的压力（即表面接触压力）始终不变。FC SpeedChange（变速控制）功能，当机器人对铸件的表面或分型线进行去毛刺、去飞边操作时，该功能可持续控制其操作速度，在遇到较大凸起时能自动减速运行。

这次展会，估计是没有时间去了，有没有朋友去的，现场看一下，拿点资料回来研究一下。

于仁颇黎注：这是梁琪先生发表在机器人技术与应用的一篇文章，最近在看，非常不错，所以将其放在了我的BLOG上了，蓝色的是于仁颇黎按照自己所从事的经验的补充。

作者：梁琪 编译     转贴自：《机器人技术与应用》

　　当机器人技术在不断改进和发展时，越来越多的企业开始采购和使用机器人。如何才能知道要选择哪个种类的机器人呢？如何避免我们可能并不了解的那些误区，甚至是那些已经在应用上取得成功而并不适合自己的？机器人投资通常从几万到百万美元，在第一时间作出正确的选择并且避免常见的错误是非常重要的，因为错误将导致不必要的开支或者任务的延期。为了帮助工程师和设计人员避免最严重的错误，文中列出了机器人应用避免的十大误区。
误区一： 低估了有效负荷和惯性
　　机器人用户在应用中的误区排在第一位的是低估了有效负荷和惯性需求。通常大多是因为在计算负荷时没有包括机械臂末端所装工具的重量造成的。其次造成这个错误的原因是低估或者完全忽略了偏心负荷产生的惯性力。惯性力有可能造成机器人轴的超负荷。在SCARA机器人中，旋转轴的超负荷是很常见的。不将这个问题纠正也会对机器人造成伤害.减少负荷或者减小速度参数可以对这种情况进行弥补。但是，减小速度将会增加不必要的周期时间——作为投资回报减少一部分的周期在购买机器人方面是排在首位的。这也是为什么负荷相关因素从一开始就非常重要的原因。
于仁颇黎：有效负荷非常重要，一般机器人技术参数给出的一些信息，都有详细的说明，额定负载是在额定速度的情况才是有效的，达到最大负载的其中一个重要条件就是要除低机器人运行速度，另外过大负载也有可能破坏机器人的精度。

误区二： 试图让机器人做过多事情
　　有时，机器人能力和灵活性使得设计者要它承担过多的工作以至于机器人单元太过于复杂。这种结果一旦产生就很难确定正确的周期时间，或者给解决方案带来额外的困难，甚至由于处理器速度限制将产生大量的困难。而且一旦生产出现故障，这种错误常常被放大。在生产中，非计划的停产将会导致巨大的损失。
另外一种情况就是机器人和工作单元的使用超出了原始设计的能力要求。当增加的工作是在仿真之后才增加的，这时很容易出现令人失望的情况。尤其是在推进计划之前没有做新的仿真，那么规定的循环周期就有可能达不到。因此要保证机器人的一个循环周期在规定的时间以内，那么超出机器人能力范围的事情就得非常小心。
于仁颇黎：在使用机器人之前，一定要经过模拟仿真，按照设计要求，确定机器人的应用的行程负载，还有周期时间，如果增加机器人新的应用，先进行一定的验证后再进入。
误区三 ： 低估了电缆的管理问题
　　正如看起来那么简单，也可能因为看起来过于简单，所以电缆管理经常超负荷。但是，优化到机械臂末端所装工具的电缆或外围设备的路径对于机器人设备的运动来说是非常重要的。缺少对潜在问题的估计将导致机器人为避免电缆纠缠和受压而产生不必要的动作。并且，如果不运用动态电缆或者减少电缆的压力可能会导致电线的损坏和停机。
于仁颇黎：目前使用的机器人末端执行器(end-effector)，一般是气体驱动或电器驱动的，无可避免的会有相应的气管或电缆连接。大部分的工业机器人的气路和电器回路是走外面的，所以机器人运动控制的时候要相当的小心；也有一部的工业机器人的气路和电气回路是内置的，这时就非常的方便，只要考虑手臂与末端执行器的相对运动时线缆的管理就可以的。
误区四：在选择机器人系统之前应考虑的问题
　　通过对每个应用的考虑，当系统安装以后，你就可以确定各个方面的应用是你需要的以及避免由于可能出现的错误而造成的严重超支。需要考虑的因素有：
Load（负载）——考虑有效负荷，方向和力矩；
Orientation（方向）——考虑移动的平面，在移动的平面中可能的障碍和润滑以及维护中的各种影响
Speed（速度）——考虑速度、加速、减速以及它们产生的惯量；
Travel （移动）——考虑移动的距离、校正、加润滑油间隔期和万向球螺钉的突然移动；
Environment（环境）——考虑环境温度、清洁度和腐蚀剂的存在；
Duty Cycle（负载循环）——考虑是否运转的时间比例和零件的热效应。
于仁颇黎：除这些之外，还有就是机器人的工作行程也是要考虑的问题之一。行程确定时，不能只按照机器人技术参数的行程来确定是否可以达到应用的要求，应该要实际考虑到末端执行器安装后，机器人的运动轨迹是否可能达到行程所需。这也是要进行模拟仿真的关键原因之一。对于环境来说，不同的环境，会有专门定制的工业机器人，比如喷涂行业需要的是有防爆能力的工业机器人，这与标准的机器人就有所不同，还有洁净室的使用等等。还有机器人的可靠性与其故障率，消耗的电力等等都是在选用是必须要考虑的问题。

误区五 ： 对精确性和可重复性的误解
　　一台精确的机器是可以重复的，但一个可重复性的机器不一定具有精确性。可重复性是指机器人依照规定的工作路径，在既定的位置之间精确往返来体现的。精确性是依照工作路径精确地移动到一个经过计算的点来体现的。搬运动作中机器人通过计算移动到一些既定点的位置，运用的是机器人的精确性能。精确性与机械耐受度以及机器人手臂的精确度有直接的关系。

于仁颇黎：精确性与机械手臂的机械精度有着极大的关系，精度越高，才能保证有精确的高速度，机器人减速器是保证机器人精度的一个重要的关键结构。一般的工业机器人都是选用ＲＶ类型的标准减速器，如果需要应用于一些精度制造方面的应用，可以考虑选用机器人始祖staubli unimation的工业机器人。

误区六 ： 挑选机器人系统只依赖于控制系统的优劣
　　大多数机器人制造商考虑更多的可能是机器人的控制器而不是机械性能。但是如果一旦配置了机器人，正常运行时间就主要依赖于机械的耐用性。产品丧失生产能力很可能不是由于控制器和电子设备差造成的，而是由于机械性能不好造成的。通常选择一个机器人系统是基于使用者对控制器和软件的精通。如果在这方面机器人同时又有很出色的机械性能，那么这将是一个非常具有竞争力的优势。相反，如果机器人在安装以后需要不断地进行维修，那么精通控制所带来省时优势将很快被消耗掉。

于仁颇黎：机械部分是首先保证工业机器人性能的关键，精度，速度和耐用度，都于机械部分有着及大的关系。机器人的机构组成比较简单，一般就是马达与减速器，如果选用的机器人经常需要维修减速器部分，或其他机械结构，那是非常麻烦的。

误区七： 没有正确的机器人知识
　　机器人的制造商和系统集成商设计一个机器人单元通常都只是为一种应用，但是如果用户没有正确的机器人方面的知识，就有可能会面临失败。任何生产设备的使用时间是和用户如何使用、维护设备紧密关联的。一些第一次使用机器人的用户拒绝培训并不少见。机器人保持正常工作至关重要的条件是充分了解机器人的能力并在工作范围内最佳使用。

于仁颇黎：工业机器人是很特殊的设备，其操作复杂程度丝毫不亚于一台数控机床。同样的，使用机器人的必须要熟悉基本的工业机器人的安全操作知识，否则对设备对人都是非常不安全的。使用机器人的操作员，一定要由系统制造商进行系统的安全操作培训后，才允许实际操作。
误区八： 忽视了机器人应用的相关设备
　　示教器、通讯电缆以及一些特殊的软件通常都是必须的，但是在最初的订购中很容易被遗忘。这些将导致整个计划的耽搁甚至费用超过预算。要正确地挑选机器人产品时，首先要考虑自己综合需求以及满足设备选择的各个方面。有种很常见的情况就是，顾客有时为了省钱而没有将一些关键设备和机器人整合在一起。

于仁颇黎：在进行项目的开始阶段，必须要明白项目所需要配置的相关设备，软件等一系列内容。采购过程中，要时刻按照项目的应用来考虑订购的相关产品。

误区九： 过高或过低估量机器人控制系统能力
　　过低地估计机器人控制系统能力将会产生系统重复投资和不必要的浪费。在安全电路上采用双重备份非常的普遍。而过高的估计控制系统能力将会产生额外设备成本、返工以及误工费用等尝试控制太多的I/O端口和增加伺服系统是一个常见的误区。

于仁颇黎：安全控制是一个非常重要的问题，在考虑安全的同时，也要尽量的优化应用的安全逻辑信号，程序中的重复是不必要的。
误区十： 根本就没有考虑到运用机器人技术
　　受到投资规模的限制，缺乏对机器人技术的了解的人和过去在采用机器人方面有失败的尝试是很多人远离机器人技术的理由。但是为了提高生产率和在市场的最终竞争中获胜，非常重要的是摆脱这方面的误机器人技术虽然不能单独提高生产率，但是在很多情况下它能帮助提高整体生产效率.市场反应时间、增加的生产效率、简单的操作、灵活性、可重复使用、可靠性、精密度、控制能力以及能够长期使用，这些都是采用机器人技术强有力的原因。

于仁颇黎：应用机器人是一个长远的投资，方便管理，同时也可以保证产品的良品率，提高生产率，并且完全自动化应用的工厂，自然也给客户一个稳定的支柱。

　　德国Zimmermann & Schilp Handhabungstechnik GmbH开发出了生产工序中能以非接触方式搬运最大300mm的机器人用“Non-contact Wafer Gripper”。具体地，就是利用在工具表面形成一层薄膜，使晶圆漂浮于其上。
      可利用工具一侧的超声波振动使工具上方和晶圆下方的空气薄膜的压力增大。其原理与空气轴承相似，但该产品无需以压缩机等从外部供应高压空气。工具和晶圆的距离约在0.05mm～0.5mm之间。
　　工具翻转时，不是用超声波而是用气泵吸附晶圆。据介绍，此时晶圆和工具之间也不接触，常态下使周围空气流动即可形成空气薄膜。

“来源：电子产品世界”

Non-contact GrippersGreifer

We offer standard products for the gripping of

• Standard-Wafern bis 300 mm Durchmesser
• Dünnwafern Dicken von 50 µm
• Solar-Substraten bis 210 mm x 210 mm und bis zu Dicken unter 150 µm

　　KUKA今年也在上海参加了中国国际橡塑展，带来了三台机器人来参照，但是似乎对这次的展会兴趣不大，三台机械手并没有很好的利用起来，倒是播放的视频比较吸引人。有一个是欧洲那里使用机器人来杀猪的，还有一个就是一个塑料件的切割的。对杀猪（准确来说是给切割猪肉块）的应用，我是没有多大的兴趣的。塑料件的切割，吸引了我的注意。因为，我自己也做了一个类似的demo,所以我就问了前台小姐，能不能给我一些关于这个应用的资料？按照展会的规矩，没有名片是不给资料的，所以我就把我的名片递了过去了，亮明了身份。她一看是同行的，就不把资料给我了。当时这个资料我是拿在手上看的，东西也只是一些简单的介绍性的东西。展会嘛，谁也不会把核心的东西拿出来给客户看的。但是，这位KUKA的前台小姐很小心，说你是同行，当然不能给你。完毕之后，她再要给我，我也不想要了。到了下午的时候，他们几个德国的sales在哪里，过去聊了一下，人家也没有说到你是同行，不能给你任何资料的意思么。相反，你问的一些问题，都会给你一些比较清晰的回答的。
　　这一事件，让我想起了去年在上海的中国国际工业博览会的事情，当时的机器人公司是epson，我也是一开始是去问一个国人，想了解一下epson的资料，他就是不给我。后来一小日本过来了，我同他聊了一会儿，明白互相的身份后，他回去拿了很厚的详细资料出来给我。
　　有时候，真的不是很明白，为什么国人会有这样的心态，有些事情，为“别人”考虑的还真的是很周到，对自己人的防范意识还真的非常的强。这种对自己人的不信任，已经到了任何地方。在我看来，这种对已方人员的不信任，造成了多数家庭间的不和谐。不管怎么样，要爱别人，先爱家人，家有小家，也有大家。

　　
TX90绘图DEMO

　　第一天的展会，人不是非常的多。但是我们机器人的展台的吸引力还是非常的大的，两个轨迹的DEMO非常人，特别是TX90机器人的绘图演示，几乎吸引了所有走过了观众，驻足仔细的观摩。外行的看热闹，不断的感叹机器人的能力真的是很强；内行的看门道，会问一些比较细节的问题，有一个观众提到了，其实六轴的机器人5轴的CNC是非常的类似的。其实没有错，5轴的CNC是有5个坐标参数，而对于6轴的工业机器人来说，则多了一个参数。这就是两者的差别所在，但是从总体上来讲，两者的控制原理还是大同小异的。

　　塑料行业展会的巨头，中国国际橡塑展１７号就要开始了，这几天各家厂商正在紧锣密鼓的布置展台当中。史陶比尔（Staubli)公司作为一家专业的工业机器人公司，一直参加chinaplas中国国际橡塑展。今年，史陶比尔公司将在Ｅ３馆期待您的光临。这次展会，将有三台新型的工业机器人，TX90机器人绘画应用，TX60机器人注塑机取件应用及RX160的切割应用，这三个充满吸引力的展示应用供参观。展示工业机器人产品的快速，简便与洁净的应用。届时，在上海的朋友们，欢迎到展馆来参观我们的展位。