柔性馈线在帮助制造商适应生产线上的产品变体方面非常出色。在馈线器将零件呈现给视觉引导机器人后,一个或多个摄像机拍摄零件的图像,视觉软件告诉机器人哪些零件是可选的,哪些是不可选的。然后机器人会把零件拿出来进行组装。

去年,爱普生机器人在组装线上使用了从打印机到机器人的其他内部喂料解决方案后,将IntelliFlex系统推向了市场。该系统首先在北美和墨西哥销售,然后销往整个欧洲。今年夏天它将被引入东南亚市场。

爱普生机器人产品开发总监里克•布鲁克希尔(Rick Brookshire)指出:“我们的一些终端用户对灵活的喂食系统很有经验,但其他人则不然。”“事实上,一家中型医疗设备公司首次使用柔性馈线,它在2019年为我们提供了相当具有挑战性的应用。”

该公司需要Intelliflex系统喂养大量金属件,每个金属件均为1英寸长0.125英寸宽,顶侧具有凹口。放在进料器后,有些部分在喂食器托盘上右侧排出,而其他部分则倒置。

Brookshire解释说:“当我们发现SCARA机器人抓取部件的方式不正确时,我们调查了原因。”“结果是,我们必须把摄像机安装在喂食器上方,这样摄像机就会离开机器人运动的路径。在这样做的时候,摄像机视野的分辨率太低,无法识别零件是正面朝上还是倒置。”

为了克服这个问题,将第二个更高分辨率的相机安装在机器人端部的顶部。现在,在概述相机拍摄所有可见部件的图像之后,机器人臂在托盘上进行后续传递,移动相机占据每个部分的图像。这种互补的相机设置确实会延长循环时间,但它确保机器人始终以最有效的方式抓住该部件,然后将其移动到下一个工作站之前。

在过去的25年里,柔性馈线的普及程度稳步上升。这一趋势的部分原因可以归结为成本更低、更精确的摄像机、视觉系统和机器人。但主要是因为这些馈线使公司能够更快地转换更多类型的部件,因此他们能够成功地应对高混合制造的持续挑战。

不同的氛围

在自动化装配系统中,振动喂料器碗仍然是供应稳定的部件流的首选技术。但是,灵活喂养正在慢慢地在市场上开辟自己的利基市场。这是因为这项技术给制造商带来了一些好处。

“灵活的馈线吸引你的原因是,它可以处理广泛的部分无需操作员改变什么机器,”埃里克•刘易斯表示Flexomation LLC的创始人、首席执行官和总裁。”不需要特殊的工具,因为这台机器是变化影响较小的部分。这是一个显著的优势,相比其他类型的喂料器,如振动碗。”

Lewis注意到柔性馈线的许多其他好处,包括不干扰部件,相当安静的操作,和空间效率。柔性给料机也可以同时处理多种类型的部件,如垫圈和螺母,只要给料速度不是太高,操作者在给料机上进行一些仔细的应用开发。

刘易斯补充说:“一般来说,每分钟45个零件的速度在柔性馈料器上是很常见的。”然而,再循环系统可以以超过120ppm的速率给部件进料。”

Lewis回顾了一项应用,其中一家医疗工具制造商在Flexomation FXM-100给料机中同时给四个部件送料,以加快小型医疗夹具的组装。四个部分是一个弹簧,一个夹子和两个小的注射成型的钳口。

Flexomation的FXM系列包括100,180,240和300型号,数字表示零件的进给面毫米宽度。所有四种型号允许背光增强摄像机的视觉,并可与传送带预馈线(CPF)。与这些部件一起使用的其他部件是金属支架、圆柱形、扁平而薄、形状奇特的小部件,如医疗器械公司使用的缝合线针。

“有时,制造商使用柔性给料机是因为没有其他类型的给料机能够有效或高效地处理公司需要喂料的部件,”Hoosier feeder公司执行副总裁克里斯·舒姆伯特指出,“但在大多数情况下,选择这些馈线是因为他们有能力处理任何不是自动化质量的部件。所谓‘自动化质量’,我指的是形状一致、没有缺陷的零部件。”

根据Brookshire的说法,柔性馈线可以处理的各种部件非常广泛。他指出,他公司灵活进纸器的一些用户可能在几个月内以50种不同类型的零件供给。这种灵活性通过消除购买多个馈线的需求,可以节省大的成本。

与所有设备一样,柔性馈线也有一些缺点。首先是成本。Performance Feeders Inc.的首席执行官兼总裁Greg Pflum说,一个灵活的给料系统通常比一个围绕振动碗、阶梯或提升给料系统建造的系统要昂贵得多。

Pflum说:“对于振动碗或其他传统给料系统来说,2.5万至3万美元的成本并不罕见。“但是,这远低于8万至10万美元的柔性馈源系统成本,因为它需要添加视觉系统、机器人、控制以及集成一切使其正常工作的费用。”

根据PFLUM的说法,另一个挑战是确保运营商知道如何在这样的系统上使用控件。他说,设备供应商或集成商提供的培训可以帮助运营商满足这一挑战。此外,PFLUM建议只有机械和技术人员可以设置相机,调整视觉系统和程序机器人。

Pflum指出:“对于振动碗式给料机,操作人员只需要转动一个刻度盘或做一点机器微调就可以得到预期的结果。”“不过,有了一个灵活的喂食器,摄像机必须被准确地告知要寻找什么,然后将这个信息传递给机器人,这样它就可以去得到那个零件。”

Lewis补充说:“柔性进给系统的主要限制不是进给器本身,而是相机。”“你只能以相机能够识别和分析的速度将零件送入视野。”

Brookshire说,没有一个馈线是伟大的处理每一种类型的部分,包括灵活的馈线。易于绑定或粘在一起的部件不适合柔性送料。其中包括挂钩、弹簧和硅胶部件。

EPSON Intelliflex系统为医疗,消费者,汽车和电子应用提供5至40毫米的零件。它易于设置,并使用Intelliflex软件,RC +开发软件和点击界面进行集成视觉指导。智能自动调谐自动调整新部件的系统,而多轴振动技术优化零件控制和分割。背光选择包括红色,绿色,蓝色,白色和红外线。可提供ESD,防静电和防轧托盘。

各行各业

灵活进料器的吸引力是普遍的,导致所有行业的所有尺寸的制造商使用它们。Brookshire表示,在过去的五年中,他注意到更多汽车,医疗电子产品和消费产品制造商增加他们的转换率,如连接器,阀门,平弹簧,垫圈和夹子等不同部件。这导致这些公司提高了他们对柔性馈线的使用。

Hoosier自2015年建造了灵活的饲料系统,为集成商提供汽车,电子和消费产品制造商。据舒尔伯特介绍,该公司最近向集成商提供了八种这样的系统,然后将相机和机器人添加并在大型通用汽车工厂的多个装配线上集成了系统。

Schombert解释说:“每个系统都设计成金属支架,机器人将支架放置在焊接槽中,然后将支架焊接到另一个车辆总成上。”这个支架只有几英寸长,不到一磅重。通常,重量在2磅或2磅以上的部件对柔性给料机来说是一个挑战,尽管我们的给料机可以按比例放大,成功地处理这么重的部件。”

Lewis说,Flexomation几乎为每个行业提供了灵活的喂料系统。这些产品包括航空航天、医疗、消费品、半导体和汽车。

“一家大型航空航天公司已经使用了我们的FXM180饲养员来喂食铆钉,”刘易斯说明。“具有许多头部设计变体的铆钉在机器人拾取每个铆钉之前送入进料器,并在转移到盒子站之前将其移动到用于尺寸测试的站。”

Flexomation柔性给料机的另一个用户是Square D,施耐德电气的旗舰品牌,电气设备制造商。方形D使用该装置为其电磁接触器的不同部分提供电源电路开关。

Pflum指出,医疗设备和消费品制造商正在增加柔性给料机的使用,同时也在使用振动和步进给料机。他们对柔性送料的兴趣来自于比以往任何时候都更广泛的零件送料的需要。根据Pflum的说法,消费类产品的制造商,尤其是用于喂食微小部件的柔性馈料器,比如那些用于喷雾容器的部件。

Pflum说:“几乎任何组件的内部部件都可以通过柔性进料器进行有效的进料器。“通过我们的vario - flex系统,终端用户可以输入任何形状的部件,长度可达3英寸。”

PFVF-03 Vari-Flex进料器具有24英寸的旋转桌,呈现机器人的拾取和方向的零件。未选择的部件被再循环到散装储存前。此馈线可容纳各种部件几何形状和零件家庭,具有其快速更换工具。它可以源超过30 ppm,可以部署在共享单个机器人的多表布置中。

触摸屏显示与PLC和远程内部网访问提供了方便的控制,减少了I/O的使用。该送料器由符合fda要求的材料制成,可单独使用,也可与机器人和视觉系统集成使用。一个可编程的四色光塔直观地显示系统的操作模式。

该Hoosier HFC Flex Feeder是可伸缩的,旨在为机器人提供高效的拣放部件。所有的部件都被放入一个振动料斗中,然后从一个斜槽慢慢地分布到一个将部件呈现给机器人的传送带上。料斗的标准容积是1立方英尺。未拾取的部件落入分料斗,落到循环提升机上,再将部件带回振动料斗。

Schombert说,料斗、输送机和提升机的速度可以同步,以优化零件的速度。给料机有一个坚实的钢框架,但关键部件可以升级为不锈钢需要处理医疗设备。标准的背光检查带。

买家,做好准备

当制造商准备购买柔性给料机时,应记住几个因素。首先是零件类型和几何形状。

柔性给料机比碗状给料机更擅长分离复杂部件,比如驱动组件,以及轻量化和塑料部件。他们也能更好地处理超差零件。这一点很重要,因为制造商很少收到一盒零件是100%在公差范围内的。

需要给许多类型的零件送料器的制造商也应该找出给料器的送料器表面能以多快的速度改变以优化零件方向。例如,滚珠轴承最好在华夫形表面上定位;圆形部分,在橡胶涂层表面。