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如何为您的机器人码垛设计最佳布局

发布时间:2020-05-26

协作机器人是码垛的理想解决方案。您可以使用布局设计最佳实践来严重提高单元性能。


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码垛通常是您的产品交付给客户之前的最后一个处理步骤。如此多的产品经过码垛过程,会极大地影响整个制造过程的生产能力。


机械手码垛单元的布局可能对该吞吐量产生巨大影响。从长远来看,即使布局上的微小变化也可以节省大量时间。


让我们看一下为码垛单元设计有效布局的最佳实践。


为什么单元格布局对于码垛如此重要


码垛是一项涉及大量往复运动的任务。您的协作机器人将不断从取货点到达卸货点,然后再重复。因此,应尽可能紧密地优化机器人的每个动作。运动时间的微小变化会导致整个周期时间的巨大变化。


这使得码垛不同于协作机器人趋于繁琐的任务,在这种任务中,运动时间与趋于繁琐的机器的较长处理时间相比几乎是微不足道的。在码垛中,运动时间占了绝大多数任务。


你可以看到的运动时间装货任务的影响的例子在本文中只是增加一个额外的夹持器,它展示了如何可以实现27%的改善。如果您使用其他类型的抓手(如下所述),则此改进将更加令人印象深刻。


您的单元格布局对此优化有重要影响。正如我们在高效单元格布局的六个基本属性一文中讨论的那样,良好的布局可以减少机器人的运动时间,改善空间的使用并确保机器人的最佳使用。


确定您的托盘布局


有很多方法可以堆叠托盘。实际上,托盘布局优化本身就是整个研究领域。


在设计机器人单元之前,您将需要选择托盘布局。您可能会有多种不同的布局。在我们的DoF论坛上,一位协作机器人用户设计了一个需要50种不同托盘布局的应用程序,而另一位用户以前使用了200多种不同的布局!


尽管您不知道将来会需要的所有不同的托盘布局,但从计划托盘布局开始可能会有所帮助。这使您对单元内托盘的空间要求有一个大概的了解。


有一些软件工具可以帮助您设计托盘布局。最全面的可能是免费软件程序StackBuilder(需要安装并且有一定的学习曲线,但功能非常强大),但是还有来自CSI和OnPallet的更简单的在线工具。

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选择合适的末端执行器和配件

当然,您只需一个协作机器人和一个抓取器就可以实现码垛。但是,通过选择正确的末端执行器和(如有必要)附件,可以使您的生活更加轻松。


您为协作型机器人选择的末端执行器可能会对机器人单元的生产率产生重大影响。用于码垛的最流行的末端执行器几乎可以肯定是真空夹持器(正如我们在文章《为什么真空夹持器真正是机器人码垛的最佳选择》中所讨论的)。


真空抓取器非常适用于码垛,因为可以使用自定义的吸盘布局轻松配置真空抓取器一次拾取多个物体。的EPick和AirPick夹持器,例如,可以与多达四个AirNodes配置,使它们能够同时容纳四个对象。这转化为更高生产率的码垛单元。


码垛配件


机器人码垛有时需要更多的自动化技术,而不仅仅是机器人。例如,传送带是一种常见的解决方案,用于将产品运输到单元格中并将托盘或盒子从单元格中移出。


通过增加“装载高度”,为机器人增加额外的激活自由度还可以增加可以装在单个托盘上的数量。我们最近将Vention轴纳入了我们的码垛任务,您可以在他们的博客文章中找到有关该应用程序的信息。


规划机器人单元布局


在确定机器人模型,末端执行器和托盘设计的同时,您可以开始设计单元的布局。这是一个反复的过程-随着布局设计的进行,您将获得有关机器人技术需求的更多信息。


设计协作机器人单元的4个步骤是:

分析和定义手动任务图

开始机器人任务图

定义高级任务图

设计单元布局(并更新任务图)


通常,只需遵循以下过程,即可达到相当理想的布局设计。但是,如果您想学习如何进一步优化单元格,则有大量关于单元格布局优化的研究。例如,2017年的这项研究介绍了用于码垛单元优化的参数和算法。


设计协作机器人单元并将其成功集成到流程中后,接下来该怎么办?


这仅仅是个开始。当您将协作机器人视为“持续改进的过程”时,您将获得最大的收益。这是基础Kaizen方法,这是我们精益机器人技术框架的主要支柱之一。


您和您的团队应该始终在寻找可以改善码垛单元的方法。例如,如果团队成员注意到机器人在堆垛任务的一部分期间进行了不必要的长时间移动,则应鼓励他们向相关人员报告此情况,并应对单元布局和/或协作机器人进行更改编程。


有了这种持续改进的心态,随着时间的流逝,您的码垛布局可以变得越来越优化。

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