06FANUC智能机器人技术

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,FANUC,智能机器人,在车身车间的应用,（,50%:50%,）,公司介绍,成立于,1997,年,11,月,注册资本,：,1200,万美元,员工人数,510,名,上海电气集团是中国装备制造业最大的企业集团之一,FANUC,是,全球工厂自动化行业领先的集团,由,FANUC,与上海电气集团联合投资的上海发那科机器人有限公司,，拥有强大的工程集成及技术服务能力，为广大的工业用户提供优质的产品、成熟可靠的工艺方案与完善的技术服务。,-,2,-,-,3,-,R-1000,i,系列,R-2000,i,系列,M-900,i,系列,M-2000,i,系列,M-10,i,系列,M-20,i,系列,M-710,i,系列,FANUC,应用在车身车间的机器人系列,-,4,-,R-30,i,B,ROBOGUIDE,以太网,PC,系统控制用,PLC,串联,I/O,(,从,),周边设备,串联,I/O,(,主,),智能化,2,维视觉传感器,（,2,维视觉,）,立体传感器,（,3,维视觉,）,力觉传感器,伺服传感器,高灵敏度碰撞检测,软浮动功能,ROBOGUIDE,解决方案,协作机器人,学习减振控制功能（,LVC,）,故障诊断、预测功能,零停机时间功能（,ZDT,）,双重安全检测（,DCS,）,视觉传感器,力觉传感器,示教器,2D,3D,伺服传感器,FANUC,机器人 智能技术,-,5,-,FANUC,机器人,视觉传感器,-,6,-,机器人控制器内配置了相机的接口；,与需要,PC,机处理、存储图像数据的第三方视觉系统相比，,i,RVision,系统构成更加精简；,添加相应的视觉功能软件即可使用视觉功能。,示教器,机器人控制器,相机,相机电缆直接连入机器人控制器,视觉系统,(,i,RVision),系统构成,i,RVision,系统构成,-,7,-,通过带触摸屏功能的示教器直接完成视觉程序的设定；,通过将鼠标接入示教器上的,USB,接口，提高用户通过示教器设定视觉程序的工作效率；,不再需要通过,PC,机进行视觉程序设定；,用户在现场通过示教器可以快速修正视觉参数。,示教器,视觉程序设定画面,示教器设定视觉,-,8,-,机器人抓取工件放到相机前拍照，获取偏差补正后将工件放到夹具上；,抓取偏差补正技术适用于工件在手爪中不能保持精确位置的场合。,机器人使用抓取偏差补正,将工件放置到夹具,夹具,机器人抓取工件到相机前拍照,二维识别定位,-,9,-,二维视觉应用,视觉抓取车身底板,视觉散料取件,-,10,-,当人工堆叠的工件越来越多时，工件的倾斜角度会随之变化，产生空间三维的位置变化；,使用安装于机器人手爪上的立体传感器补正机器人抓取位置；,省去了专业的夹具或者高精度料框的费用；,三维补正具有高度的柔性，在已经完成的系统上添加新工件无需再设计新的夹具。,人工摆放导致工件角度发生变化,底板工件的三维补正,三维识别定位,-,11,-,三维广域传感器由投影仪和两个,CCD,相机组成。三维广域传感器有,3DA/1300,（最大检测范围,1300 mm,）和,3DA/400,（最大检测距离,400 mm,）两种。,可获得视野范围内大范围的检测对象的三维信息。,一次可检测出多个工件的三维信息，适用于散堆件拾取作业。,三维广域传感器,-,12,-,FANUC,机器人 力,传感器,-,13,-,FANUC,力传感器是专门针对,FANUC,机器人研制出的力觉检测设备，可同时检出施加在机器人工具前端任意方向的外力的,6,个分量的力和力矩；,可以装配在机器人的,J6,轴法兰上，也可以装配在机器人本体以外。,检测范围最大可达,2500N,，分为,3,轴力传感器与,6,轴传感器两类五个型号。,力传感器,力传感器概述,恒定力打磨,精确孔插入,恒定力去毛刺,齿轮装配,工件重量测量,恒定力推压,-,14,-,力传感器的应用,-,15,-,需扭力扳手,无需扭力扳手,机器人控制器,机器人控制器,机器人,机器人,力传感器,力传感器,手爪,手爪,工作台,工作台,偏置适配器,标准适配器,力传感器的安装方式,气门杆插入到发动机缸盖：,机器人夹持一个气门杆，使用力传感控制功能将气门杆头部插入到缸盖上；,在气门杆头部插入后，机器人松开气门杆并且将气门杆推到指定深度，在这个过程中，也可以用力传感器检测推力的大小；,气门杆和缸盖孔之间的配合间隙大约为,60,m,；,两个方向的插入都可行,(,竖直和水平,),；,循环节拍大约为,3,5,秒。,(,受限于气门杆的初始位置,/,角度错误,),气门杆插入,(,竖直,),气门杆插入,(,水平,),-,16,-,气门杆插入,精确孔插入：,即使是很小的配合间隙（,H7/g7,），使用力传感器后机器人也可以实现孔插入动作,插入方向可以是竖直方向，也可以是水平方向,机器人在使用力传感器之前只要示教误差小于倒角即可，不需要精确的示教,轴,带孔工件,位差,-,17,-,精确孔插入,-,18,-,FANUC,机器人,CR-35,i,A,协调操作,无需安全围栏，机器人可以和操作人员在共享的工作空间内工作；,机器人能够与操作人员协调工作（如重型工件搬运，零件装配）。,安全功能,机器人接触到操作人员时，会安全地停下来；,安全、绿色的外表减少了冲击力，以防止挤压操作人员；,CR-35,i,A,被认证满足国际标准,ISO 10218-1,的要求。,智能、高可靠性,支持最新的智能功能，如,i,RVision,（集成视觉）；,具有常规机器人一样的高可靠性。,-,19,-,CR-35,i,A,是世界上第一款高负载（,35 kg,）的协作机器人。,CR-35,i,A,的特性,操作人员和机器人的独立工作,机器人携带重型工件时的协同操作,绿色协作机器人,能够与操作人员在无安全围栏的情况下协同合作。,传统机器人,操作人员和机器人在无安全围栏,的共同工作空间内工作,操作人员和机器人协同操作,协作机器人,无安全围栏,安全围栏,-,20,-,协作机器人,CR-35,i,A,接触停止功能,机器人碰触到人之后，即自动停止运行。,停止,退避功能,人推开机器人手臂，手臂自行退避。,J2,轴,J1,轴,接触后退功能,机器人碰到坚硬物体，其手臂立即掉头翻转，降低夹持危险。,翻转,标准型，无需调整,灵敏度可调整,-,21,-,安全功能,高灵敏度接触停止功能,操作人员接触到绿色表面的任意部分，机器人停止。,操作人员接触到工具或工件时，机器人停止。,接触停止的灵敏度：,最大,150N,（,外力超过,150N,，机器人停止,）,-,更高的灵敏度可由用户改变阈值来实现。,停止,接触停止激活的区域,防挤压,5mm,机器人手臂间防止挤压操作人员的手臂,关节间防止挤压手指,机器人可以检测任意工具或工件的接触。,绿色柔软的外壳防止操作人员的手指或手臂受到挤压。,-,22,-,安全功能,机械维护,向机器加载工件,-,23,-,应用示例,-,24,-,备胎安装,零件供应,主胎安装,保险杠安装,应用示例,-,25,-,FANUC,机器人 学习减振功能,L,earning,V,ibration,C,ontrol F,unction,学习减振控制,(,L,earning,V,ibration,C,ontrol,),，简称,LVC,。,机器人高速度运动时，腕部由于机械刚性，惯性力等原因会产生轻微振动。机器人安装外置传感器感知运动轨迹产生的加速度，并自动进行运算分析后，学会了克服振动的智能化软件功能。,该功能主要应用在机器人点焊及搬运系统。,系统配置,加速度传感器,传感器电缆,R-30,i,A,控制器,需要,Line Tracking Board,R-30,i,B,控制器,无需,Line Tracking Board,学习减振控制（,LVC,）,-,26,-,LVC,的学习过程,通过安装在焊枪上面的加速传感器来计算振动；,在每一次运动过后，计算和更新学习减振的数据；,重复相同的路径轨迹，优化机器人运动的路径，不断更新学习减振的数据；,学习减振完成后，卸除焊枪上面的加速传感器，在最终的学习减振的数据基础上，机器人的运动轨迹是最优化的。,LVC=,学习减振,+,连续高速运动,LVC,的学习过程,-,27,-,不使用,LVC,的本体加速度图例,机器人加速时间对比,16.56,秒,18.52,秒,使用,LVC,的本体加速度图例,加速时间变短，速度峰值加大,使用,LVC,不使用,LVC,R-2000,i,B/210F,机器人,LVC,加速特性分析,-,28,-,缩短了系统生产节拍即在单位时间内提高了产量：,系统规划时，可以减少设备投入，减少占地面积；,生产时，可以提高产量，增加公司利润；,多车型同平台时，缩短节拍可以生产更多车型。,节拍缩短,10%,设备投入减少,10%,使用,LVC,的好处,-,29,-,无振动制止功能的高速运动,有振动制止功能的高速运动,减振效果示例,-,30,-,未提速的运动,提速后的运动,提速效果示例,-,31,-,-,32,-,FANUC,机器人 零停机时间功能,Z,e,ro,D,ow,n,T,ime,F,unction,简要,当生产系统越来越庞大复杂，任何不在计划内的非正常停机时间都会严重影响生产。,为消除非正常停机时间，有必要提前预测机械部件的故障，并通知机器人控制器进程中潜在的问题。,-,33,-,报警,!,停止,!,停止,!,停止,!,J2,轴振动量增加,!,下周末更换减速机,生产,过程,生产,过程,生产,过程,生产,过程,零停机时间功能,-,34,-,维护提示,i,RDiagnostics,i,RConnect,工艺记录,当即将到达维护时间，以,DO,信号标识状态。,记录工艺相关信息，以图表或其他形式显示。,通过智能设备如安卓系统的设备或,iPhone,来监视机器人状态。,程序创建分析,减速机日常健康诊断,紧急情况下故障部件标识,零停机时间功能,-,35,-,J2,轴振动量增加,!,减速机快损坏了。,基于标准参量的,数据分析,提早发现减速机的早期损伤。,对容易忽略的重大的报警，在显示界面上的闪烁的报警标识来提醒用户。,零停机时间功能,-,36,-,预防性维护的长期概念,上传,并存储机器人的信息至服务器端，通过,FANUC,服务端监视机器人信息。典型的预防性维护如以下示例：电机的力矩有增加的趋势，随后以电机故障的信号通知用户检查电机。,数据服务器,安全网络,电机力矩增加,请检查,4,号机器人的,J2,轴电机,零停机时间功能,37,谢 谢,