集成機(jī)器人解決方案——跨控制器機(jī)器人

一家針對(duì)跨平臺(tái)Delta和DuoPod機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)制造商MAJAtronic，在其產(chǎn)品組合中增加了關(guān)節(jié)臂系統(tǒng)。機(jī)器制造商現(xiàn)在可以將諸如裝載和碼垛等功能集成到他們首選的機(jī)器控制系統(tǒng)中。MAJAtronic的六關(guān)節(jié)演示機(jī)器人展示了通過mapp技術(shù)，使用貝加萊控制器可以如何快速、輕松地完成這項(xiàng)工作。

當(dāng)機(jī)器制造商需要Delta機(jī)器人或關(guān)節(jié)機(jī)器人用于新機(jī)器或工廠時(shí)，他們的第一直覺是轉(zhuǎn)向機(jī)器人行業(yè)中的大品牌。他們可以提供多種廣泛適用的工業(yè)機(jī)器人、專門的解決方案（如針對(duì)焊接、涂膠或送料應(yīng)用）、專用機(jī)器人控制器及配件。通常，無法分開訂購(gòu)機(jī)器人機(jī)械本體和機(jī)器人控制器。

然而，越來越多的機(jī)器和工廠建造商并不想捆綁購(gòu)買機(jī)械本體和控制器，并且正在尋找替代方案。理由很簡(jiǎn)單：機(jī)器人和機(jī)器控制擁有分開的控制器會(huì)增加整個(gè)工程、調(diào)試和維護(hù)以及備件存儲(chǔ)過程中的時(shí)間和成本。此外，機(jī)器人和機(jī)器控制器之間接口處的等待時(shí)間會(huì)使機(jī)器人運(yùn)動(dòng)與機(jī)器過程（例如傳送帶運(yùn)動(dòng)）的同步變得更困難。

　跨控制器的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)

像MAJAtronic這樣的供應(yīng)商正在加緊填補(bǔ)這一市場(chǎng)空白。該公司是德國(guó)食品工業(yè)機(jī)械制造商MAJA的子公司，自2010年進(jìn)入市場(chǎng)以來，已經(jīng)開發(fā)出了約150種不同的Delta和DuoPod系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的工作范圍從20至200厘米，可以處理的額定有效載荷從0.5至350千克，包括一個(gè)有效載荷為50千克的Delta機(jī)器人。所有MAJAtronic機(jī)器人的特點(diǎn)是：堅(jiān)固耐用的機(jī)械本體可以不帶控制器、驅(qū)動(dòng)器或其它配件，其品牌名為Autonox24。

為了讓客戶可以盡可能輕松地將“德國(guó)制造”機(jī)器人技術(shù)集成到他們的機(jī)器和系統(tǒng)中，MAJAtronic與貝加萊等擁有多年為控制器提供必要性能的控制系統(tǒng)供應(yīng)商緊密合作。機(jī)器人制造商為每個(gè)控制器推薦電機(jī)。這樣，用戶就不必自己布置電機(jī)，從經(jīng)過測(cè)試的組合開始進(jìn)行優(yōu)化即可。

　在現(xiàn)場(chǎng)：700臺(tái)沒有專用機(jī)器人控制器的機(jī)器人在工作

這項(xiàng)提議已經(jīng)獲得了注重質(zhì)量的機(jī)械制造商的青睞，正如MAJAtronic公司管理合伙人Hartmut Ilch自豪地說道：“今天，我們有超過700臺(tái)機(jī)器人在我們客戶的機(jī)器上工作?！逼渲泻艽笠徊糠质怯糜谑称沸袠I(yè)內(nèi)的包裝機(jī)械。

這就是Autonox24的起始點(diǎn)。MAJAtronic代表其母公司開發(fā)的第一臺(tái)機(jī)器人是具有衛(wèi)生設(shè)計(jì)的Delta機(jī)器人?！帮@然很快機(jī)械制造商對(duì)我們的跨控制器概念就充滿熱情，并且還希望這些機(jī)器人出現(xiàn)在不需要衛(wèi)生設(shè)計(jì)的環(huán)境中進(jìn)行包裝和分揀，”Ilch說道。

除了Delta和DuoPod機(jī)器人之外，MAJAtronic公司還提供跨控制器的六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人，可以輕松集成到貝加萊機(jī)器控制系統(tǒng)中。借助mapp技術(shù)，用戶無需任何專業(yè)的機(jī)器人Know-how即可輕松實(shí)現(xiàn)它們。

將概念擴(kuò)展至包含關(guān)節(jié)機(jī)器人

近年來，公司越來越多地呼吁將跨控制器概念擴(kuò)展至包含關(guān)節(jié)機(jī)器人。目的還在于能夠?qū)⒅T如碼垛之類的操作集成到機(jī)器控制框架中。MAJAtronic將這些要求銘記于心，并且， 在以前使用具有獨(dú)立機(jī)器人控制器的四家知名試點(diǎn)客戶的支持下， 解決了六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人的開發(fā)問題。

由此產(chǎn)生了“articc”系列的前兩位成員，一個(gè)是有效載荷20千克、活動(dòng)半徑4米的六軸機(jī)器人，另一個(gè)有效載荷8千克、活動(dòng)半徑2米的較小型版本。

演示機(jī)器人的用戶界面是使用mapp技術(shù)的HMI解決方案mapp View創(chuàng)建的。它基于最新Web技術(shù)，可以在任何支持瀏覽器的設(shè)備上運(yùn)行。

　　使用mapp Robotics的機(jī)器人應(yīng)用程序

貝加萊從一開始就參與了這些新開發(fā)的項(xiàng)目。貝加萊位于德國(guó)Heilbronn技術(shù)辦公室的應(yīng)用工程師Waldemar Salzsehler在貝加萊Automation Studio工程環(huán)境的協(xié)助下，為20千克機(jī)器人原型機(jī)的耐久性測(cè)試及MAJAtronic的展會(huì)Demo進(jìn)行了編程。機(jī)器人應(yīng)用程序的核心是使用mapp Robotics實(shí)現(xiàn)的，這是貝加萊的模塊化mapp技術(shù)軟件框架的一部分。mapp Robotics庫(kù)包含用于機(jī)器人編程的模塊化功能塊和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及預(yù)定義的運(yùn)動(dòng)模型。這些都包含了反變換所需的所有信息。

要?jiǎng)?chuàng)建新的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，Automation Studio中提供的貝加萊Scene Viewer工具可用于根據(jù)機(jī)器人機(jī)械本體的CAD數(shù)據(jù)生成模型，包括轉(zhuǎn)換參數(shù)。用戶可以使用此模型提前執(zhí)行虛擬調(diào)試， 觀察和記錄機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，無需使用任何實(shí)際的機(jī)器人機(jī)械本體。

　無需專業(yè)機(jī)器人Know-how

mapp Robotics提供了機(jī)器人應(yīng)用程序所需要的許多核心功能，例如啟動(dòng)程序、執(zhí)行線性運(yùn)動(dòng)、打開所有控制器或復(fù)位軸等。沒有任何專業(yè)機(jī)器人Know-how的用戶無需從頭開始編程即可實(shí)現(xiàn)這些功能。

相應(yīng)的mapp組件也可用于大多數(shù)其它（機(jī)器人）控制應(yīng)用程序，例如用戶管理、報(bào)警處理、狀態(tài)機(jī)或HMI應(yīng)用程序，整體編程工作量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于使用傳統(tǒng)編程方法。

在此基礎(chǔ)之上，貝加萊的應(yīng)用工程師開始對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行建模，創(chuàng)建基本控制和HMI應(yīng)用程序，并將機(jī)器人置于虛擬操作中，所有這一切都在不到一周時(shí)間內(nèi)完成。

　調(diào)試僅需4小時(shí)

一旦具有MAJAtronic機(jī)器人機(jī)械本體和貝加萊控制器的原型機(jī)準(zhǔn)備就緒，正如在一個(gè)試點(diǎn)客戶機(jī)器中使用的那個(gè)，第二步就是執(zhí)行機(jī)器人的實(shí)際調(diào)試?！皺C(jī)器人只用了4個(gè)小時(shí)就完成了啟動(dòng)和運(yùn)行。這真是令人吃驚，”Ilch說道?！拔覀兞⒖叹蛯?duì)如此短的調(diào)試時(shí)間和如此高質(zhì)量的路徑控制產(chǎn)生了深刻的印象。貝加萊顯然在控制系統(tǒng)制造商中占據(jù)著領(lǐng)先地位?！?/p>

在貝加萊Scene Viewer的幫助下，用戶可以輕松創(chuàng)建機(jī)器人機(jī)械本體模型，無需使用任何實(shí)際硬件即可顯示和記錄機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。這樣可以提前測(cè)試機(jī)器人應(yīng)用程序，并減少在機(jī)器上調(diào)試所需要的時(shí)間。

包括耐久性測(cè)試的數(shù)控編程在內(nèi)，其中經(jīng)過所有位置并以最大速度和加速度移動(dòng)所有軸，Salzsehler總共只花了三天時(shí)間就完成了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。他能夠在僅僅一天內(nèi)重復(fù)使用他所創(chuàng)建的模塊化解決方案來實(shí)現(xiàn)六軸演示機(jī)器人。mapp技術(shù)的模塊化結(jié)構(gòu)可以根據(jù)需要輕松擴(kuò)展應(yīng)用程序，并將傳送帶或其它機(jī)器組件等集成到相同的控制平臺(tái)上。

　集成解決方案的可持續(xù)發(fā)展趨勢(shì)

“機(jī)器人和機(jī)器組件的這種緊密集成為實(shí)施工業(yè)4.0概念提供了理想的基礎(chǔ)。它還對(duì)整個(gè)機(jī)器性能產(chǎn)生了積極的影響。”Ilch解釋道?！霸诨鶞?zhǔn)測(cè)試中，我們能夠向用戶證明，通過我們的概念可以將現(xiàn)有系統(tǒng)的性能提升50%?！?/p>

結(jié)果，無論是標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)制造商還是標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人制造商都不再涉及在內(nèi)?！坝捎诳缈刂破鳈C(jī)器人的優(yōu)勢(shì)令人印象深刻，因此我們將從越來越多的機(jī)械設(shè)備制造商那里看到這種方法，”MAJAtronic公司經(jīng)理對(duì)未來充滿信心地說道。?
編輯：hfy