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机器人柔性激光切割替代五轴机床,绝对行!
机器人柔性激光切割在汽车行业的应用正变得日益普遍,这与激光技术的发展和机器人精密轨迹控制技术的完善有着密不可分的联系。
机器人柔性激光切割的方式多种多样,既可以做成单机器人切割平台,又可以组合成柔性加工生产线。涉及的工件主要是两种不同类型的零部件:一种是金属件通过挤压或者拉延形成的3D车体结构件和覆盖件,包括热成型件等;另外一种是管状金属结构件,包括排气管、交叉梁等。覆盖件传统的生产方式是通过开模具冲压,然后再进行冲孔模和切边模等工序;热成型件和管件通过昂贵的五轴激光切割机床来完成。正因为高昂的设备成本,所以只有某些合资品牌的汽车厂商才有能力采购进口五轴机床。
新形势下,汽车使用者的需求正变得多样化和个性化,越来越多新车型涌现。大部分车出现逐步批量缩小的态势,因为部分汽车厂商无法预测和保证将来某一车型的销量和稳定的产量,所以开始尝试低成本的机器人激光柔性切割设备或生产线。这种趋势从汽车备件市场开始,不断地向工程机械、客车、农用车、电动车等领域拓展和普及。
适用于汽车行业的激光切割机器人
汽车行业使用了很多工业机器人,但在激光切割领域的应用却很少,问题存在于三个层面。一是汽车行业机器人应用主要集中在精度要求低的点焊、弧焊、喷涂、搬运等,但激光切割往往要求很高的位置精度,且对小圆等小轨迹精度有很高的要求;另一方面取决于机器人的`效率,一般机器人各个轴关节运动控制速度比较慢,同时机器人手臂重量过大不适合高速运动;第三方面是机器人的刚性,刚性差的机器人抖动厉害,机器人循迹性差,而且机器人变形厉害,无法准确达到工件数模中需要切割的精确位置。因此,传统汽车行业流行的机器人在激光切割方面被客户质疑也是可以理解的。
有着百年精密机械和高速运动控制经验的史陶比尔公司,设计领域最宽的就是汽车行业,针对汽车行业需求,史陶比尔在激光方面推行RX160L倒装方式龙门结构机器人柔性切割系统解决方案,该系统从以下几个方面有了突破:
大尺寸机器人宽幅面。采用RX160L机器人,2.05 m的球型工作区域,切割台面宽度可以达到3 m,超过昂贵的五轴机床的工作台宽度,一般汽车零部件尺寸都在RX160L倒装机器人工作区域内,有些大工件也可以通过移动平台来实现。
手臂重量轻,刚性好。史陶比尔采用整体铸造管状结构保持刚性;材料选用变形较小但重量轻的航空铸铝。RX160L机器人手臂重量只有250 kg,而欧系相同手臂的机器人要超过400 kg,非常不适合机器人柔性激光切割的需求。
机器人的机械精度差异。机器人机械精度除了刚性差异外,最重要的差异在于机械传动的误差,而机械传动的误差主要体现在减速器上。史陶比尔采用的独特专利减速系统JCS,公司将一百多年在精密机械上的经验技术成功应用于机器人上。这就是为什么史陶比尔可以在小孔切割上得到客户认可的原因。
将五轴机床技术成功移植到机器人
离线编程技术和自动生成工装夹具是机床行业得到推广的关键技术之一,这些技术在机器人领域的开发和成功应用,使得机器人柔性激光切割解决方案和汽车行业应用无缝链接。
传统的机器人编程方式是在线示教编程,费时费力,特别是汽车覆盖件或者管件,需要切割的都是复杂空间曲线,示教无法达到设计要求。
史陶比尔采用ROBOTMASTER软件进行STÄUBLI RX160L机器人离线编程。ROBOTMASTER机器人离线软件可以虚拟真实的切割环境,包括机器人、激光切割工具头、工件及夹具。软件可以快速设置和优化最佳机器人切割姿态,如果系统出现干涉或者超出范围,软件会智能提示。
通过离线软件还可以自动生动精密的工装夹具。英国PEPS离线软件是专门为全世界最精密的机器人STÄUBLI定制开发的机器人激光切割离线编程软件。它能够提供自动生成工装夹具程序,用户可以根据工件三维数模来选择工装夹具并可进行微调。
很多集成商选用不适合激光切割的普通机器人,效率低下且效果差,影响了汽车行业用户对这个领域的认知,否定了机器人方案。史陶比尔则认为,优秀的集成商会选用高精度的机器人并将其整合到精密的系统结构中,根据不同的用户产品由基本型演化成不同的机器人柔性切割方案,可以采用单机、双机或多机和平台数量之间进行组合。
切割效率由方案及经验决定
集成商集成能力高低决定最终切割效果和效率。德国JENOPTIK是史陶比尔的激光应用集成商,采用史陶比尔定制开发的TX90激光切割专用机器人、定制轻型切割头和独有的BIM(Beam-In-Motion)技术。该设备的小孔定位精度能达到±50 µm,直线速度12 m/min。 如果产品产量比较高,JENOPTIK公司可以提供双机器设备或者多机器人解决方案。
本地一些技术实力较强的激光切割系统集成商也在不断提高对机器人激光切割认识并不断提高集成能力。深圳大族激光在汽车行业应用的机器人激光切割解决方案中就选用了史陶比尔的机器人产品,这个系统包含两个移动工作平台,机器人在两个平台上的工件间切换,非工作的移动平台推出来进行上料。这套系统的客户是一个客车制造厂,车厂设备负责人对此非常满意,不仅切割效果好,而且效率高,双工位平台不会浪费上料的时间,目前这个客户已经购买近十台史陶比尔机器人设备。而且他们计划重新设计一条冲压线,用机器人柔性生产线来取代一条模具冲压线,包括过程中的物料转移也是通过机器人来完成,这条线的机器人用量可能会高达几十台。使用机器人不仅节省了成本,而且提高自动化水平,整个过程不需要人工干预。
国内的各种车厂要初步接受机器人柔性激光切割方式还需要一定的时间,集成商需要进一步提高机器人集成能力,提高系统精度和速度,特别是系统的安全、稳定性,让汽车行业用户逐步开始批量采用机器人柔性激光切割解决方案。
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工业机器人的技术水平越来越成熟,已成为标准设备并广泛应用于工业,从而形成了一批有影响力的著名工业机器人公司。那么,机器人公司有哪些比较出名的公司,机器人公司简介一览?下面就和我一起来了解一下吧。
机器人公司有哪些比较出名的公司,机器人公司简介一览?
主要分为日本和欧美日本公司主要包括FANUC、安川,松下,不二越,川崎,爱普生等公司;
1.发那科
FANUC公司,又名发那科公司,成立于1956年。是全球数控系统科研、设计、制造和销售实力雄厚的企业,是全球最大的专业生产数控设备、机器人和智能设备的著名制造商。是日本,一家专门从事数控系统的公司,也是世界上最大的数控系统专业制造商。
1974年,FANUC的第一部机器人问世;2008年,法努克机器人装机容量超过20万台,居世界第一;2011年,FANUC的全球机器人超过25万台,市场份额排名第一。
2.库卡(KUKA)
库卡(KUKA),位于奥格斯堡, 巴伐利亚州, 德国,是世界领先的工业机器人制造商之一,而库卡的客户主要分布在 汽车 行业。作为世界领先的工业机器人供应商之一,位于机器人, 库卡机器人的先锋 科技 公司被誉为业内“创新发电机”。
3.川崎
日本著名企业川崎重工在世界范围内销售了5万多台工业机器人。机器人川崎在物流生产线上,并提供各种机器人产品,这些产品在饮料、食品、肥料、太阳能和瓷砖制造等各个领域都有可观的销售额。
4.安川电机
目前,安川 汽车 主要包括驱动控制、运动控制、系统控制和机器人安川电机四个事业部,在世界机器人“四大家族”中名列前茅,已成为日本先进制造业名副其实的代表。
安川电机(中国)有限公司是日本安川电机有限公司投资的外资独资企业,已有近百年的 历史 。它于1999年4月在上海注册成立。
随着业务范围和企业规模的不断扩大,公司除在上海,设立总部外,还在广州,北京,成都等地设立了分公司,并在中国各地区设立了代理商和经销商
5.柯马
柯马成立于1976年,总部设在意大利都灵,早在1978年,柯马就率先在研发制造了第一个机器人,命名为极地液压机器人。
柯马是菲亚特集团旗下的全球性企业。
柯马业务范围主要包括:车身焊接、动力总成、工程设计、机器人及维修服务。柯马在全球17个国家拥有29家分公司,员工超过11,000人。
6.那智不二越
纳奇不二越公司成立于1928年,其主要工厂位于日本,是机器人公司的重要组成部分之一。最初是日本丰田 汽车 、生产线机器人独家生产厂家,专业大规模搬运机器人, 点焊、机器人, 弧焊,涂胶机器人,洁净室运输带LCD玻璃板的机器人,运输半导体晶圆的机器人,高温、机器人等恶劣环境使用的专用机器人,精密机械配套的机械臂等。
自成立以来,一直致力于机械技术和机械制造的发展。
总厂位于日本富山,生产基地在北美、欧美和亚洲,在世界各地设有常驻代表机构和销售网点。
7.爱普生
机器人爱普生广泛应用于制造业的各个方面,爱普生机器人可见于3C电子(计算机、通信、医疗、食品、太阳能,工业制造等行业。如装配、加工、检验、包装、阵列、配送、螺丝锁紧、焊接、贴标、层压等工艺。
史陶比尔
瑞士史陶比尔集团成立于1892年,总部设在菲肯是一家世界知名企业,在纺织机械、工业快速接头和工业机器人制造三大领域保持领先地位,生产精密机械和电子产品:纺织机械、工业接头和工业机器人,拥有4000多名员工,年营业额超过10亿瑞士法郎。
新松机器人成立于2000年,其机器人产品线涵盖五大系列:工业机器人,清洁(真空)机器人,移动机器人,特殊机器人和智能服务机器人
公司拥有近150亿市值,已成为沈阳最大的企业,世界上最完整的机器人生产线制造商之一,也是中国产业机器人的龙头企业。
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全球工业机器人知名品牌有:日本-发那科(FANUC)、德国-库卡(KUKARoboterGmbh)、日本-那智(NACHI)不二越、日本-川崎机器人、瑞典-ABBRobotics机器人、瑞士-史陶比尔(Staubli)、意大利-柯马(COMAU)、日本-爱普生(DENSOEPSON)机器人、中国-新松(SIASUN)机器人。
发那科(FANUC)——日本
FANUC(发那科)是日本一家专门研究数控系统的公司,成立于1956年,是世界上最大的专业数控系统生产厂家,目前占据全球70%的数控系统市场份额。
该公司的机器人产品系列多达240种,负重从0.5公斤到1.35吨,广泛应用于装配、搬运、焊接、铸造、喷涂、码垛等不同生产环节。
库卡(KUKARoboterGmbh)——德国
库卡(KUKA)是世界工业机器人和自动控制系统领域的顶尖制造商,产品广泛应用于汽车、冶金、食品和塑料成形等行业。
KUKA在全球拥有20多个子公司,其中大部分是销售和服务中心。共产品最通用的应用范围包括工厂焊接、操作、码垛、包装、加工或其他自动化作业。
那智(NACHI)不二越——日本
那智不二越公司总部在日本,公司成立于1928年,除了做精密机械、刀具、轴承、油压机等外,机器人部分也是其重点产品。
该公司专业做大型的搬运机器人、点焊和弧焊机器人、涂胶机器人、高温等恶劣环境中的专用机器人,以及精密机器配套的机器人和机械手臂等,应用领域包括航天工业,轨道交通、汽车制造、机加工等。
目前,那智不二越的中国机器人市场占该公司全球售额的15%。
川崎机器人——日本
川崎机器人(天津)有限公司是由川崎重工业株式会社100%投资,并于2006年8月注册成立,主要负责川崎重工生产的工业机器人在中国境内的销售、售后服务(保养、维护、维修等)、技术支持等相关工作。
川崎机器人在物流生产线上提供了多种多样的机器人产品,尤其以码垛搬运等机器人种类繁多。
ABBRobotics机器人——瑞典
ABB集团总部位于瑞士苏黎世,由两个历史均达100多年的国际性企业瑞典的阿西亚(ASEA)和瑞士的布朗勃法瑞(BBCBrownBoveri)在1988年合并而成。
ABB是电力和自动化技术领域的领导者,其机器人产品和解决方案广泛应用于汽车制造、食品饮料、计算机和消费电子等众多行业的焊接、装配、搬运、喷涂、精加工、包装和码垛等不同作业环节。
史陶比尔(Staubli)——瑞士
史陶比尔集团制造生产精密机械电子产品,包括纺织机械、工业接头和工业机器人。该公司已开发出系列齐全的机器人,包括SCARA四轴机器人、六轴机器人,应用于注塑、喷涂、净室、机床等环境的特殊机器人,以及控制器和软件等。
针对塑料工业,史陶比尔专门开发了系列机械手臂,并配备相应的VAlPlast塑料工业应用软件,完全实现了注塑机的辅助操作。
柯马(COMAU)——意大利
柯马(COMAU)是一家隶属于菲亚特集团的全球化企业,成立于1976年,为众多行业提供工业自动化系统和全面维护服务。其业务范围主要包括:车身焊装,动力总成,工程设计,机器人和维修服务。
早在1978年,柯马便率先研发并制造了第一台机器人,并以不断创新的技术,成为机器人自动化集成解决方案的佼佼者。其研发出的全系列机器人产品,负载范围最小可至6公斤,最大可达800公斤。
爱普生(DENSOEPSON)机器人——日本
爱普生机器人(机械手)源于1982年精工手表的组装线,2009年10月,该公司在中国成立服务中心和营销总部,全面负责中国大陆地区爱普生工业机器人(机械手)产品的市场推广、销售、技术支持和售后服务。
目前,该公司在中国地区推广的产品,主要以4轴工业机器人(机械手)、6轴工业机器人(机械手)为主,同时提供业内通用的工业机器人(机械手)附件。
安川电机(YaskawaElectricCo.)——日本
安川电机自1977年研制出第一台全电动工业机器人以来,已有28年的机器人研发生产历史,旗下拥有Motoman美国、瑞典、德国以及SyneticsSolutions美国公司等子公司。
该公司至今共生产13万多台机器人,最近2年生产的机器人达3万多台,超过其他的机器人制造公司。
其核心工业机器人产品包括:点焊和弧焊机器人、油漆和处理机器人、LCD玻璃板传输机器人和半导体晶片传输机器人等。
新松(SIASUN)机器人——中国
新松机器人自动化股份有限公司,是以机器人及自动化技术为核心,致力于数字化高端装备制造的高技术企业,在工业机器人、智能物流、自动化成套装备及智能服务机器人等领域,呈产业群组化发展。
该公司现已建成中国最大的机器人产业化基地,重点发展激光自动化装备和洁净机器人。