工藝介紹
自2007年【限塑令】實施以來，塑料包裝受到了極大的限制。隨之，以啤酒罐、茶葉罐、機(jī)油罐為代表的各類金屬罐制品愈發(fā)增多，金屬包裝開始迎來飛速發(fā)展的時期，
金屬制罐分為罐蓋和罐身兩部分，罐蓋經(jīng)過金屬板原料的裁片、沖壓、卷邊和涂膠等工藝制成。目前，由于人工成本不斷上揚(yáng)，“機(jī)器換人”的需求迫在眉睫，而如何以更低的成本導(dǎo)入機(jī)器，又能達(dá)到柔、準(zhǔn)、快三個特點，是金屬包裝行業(yè)亟需解決的課題。
金屬蓋涂膠機(jī)器人設(shè)備
課題
1. 受到機(jī)械誤差、機(jī)器人誤差、出膠頭歪斜幅度和工藝誤差等多因素影響，涂膠軌跡精度難以達(dá)到要求。
2. 購置成套并聯(lián)機(jī)器人成本高昂，且示教過程繁瑣，依賴熟練技術(shù)人員的感性與經(jīng)驗。
解決方案
1. 優(yōu)化檢測算法，精準(zhǔn)定位起點坐標(biāo)，實現(xiàn)高精度軌跡控制
金屬蓋是沖壓成型，工藝精度±0.05mm，機(jī)器人軌跡跟隨的精度在機(jī)器人算法的優(yōu)化下可達(dá)0.01mm，已達(dá)到要求。因此，四周邊緣的涂膠可采用固定形態(tài)軌跡，根據(jù)視覺定位的起點位置和傾斜角度進(jìn)行整體調(diào)整。
因為矩形蓋的傾斜角度很容易獲得，所以定位的關(guān)鍵就是起點的檢測。經(jīng)過數(shù)十次實驗發(fā)現(xiàn)，最契合機(jī)器人動作方式的軌跡起點，是在右上角弧邊與直邊交點向蓋內(nèi)側(cè)方向的位置上。
而由于實際情況下每臺設(shè)備的機(jī)械誤差、機(jī)器人誤差、出膠頭歪斜幅度和工藝誤差綜合起來都是不同的，因此起點位置依然會存在變化，需要進(jìn)行微調(diào)。我們通過優(yōu)化檢測算法，使設(shè)備能夠精準(zhǔn)量化起點坐標(biāo)，簡化軌跡的微調(diào)，降低操作難度，如此一來，即使是無經(jīng)驗的操作人員，亦可將軌跡精度控制在±0.2mm以內(nèi)。
2. 借助EtherCAT通信指令控制功能，實現(xiàn)新品的全自動示教
首先，歐姆龍僅通過控制器+伺服的方式，實現(xiàn)了涂膠的運(yùn)動控制，僅需簡單搭建機(jī)械結(jié)構(gòu)即可，無需耗費大量費用購置并聯(lián)機(jī)器人。
其次，PLC通過EtherCAT通信發(fā)送“場景復(fù)制”指令給視覺，視覺會在指定位置以模版場景為藍(lán)本新增一個新場景，模版場景中有IF分支用于程序運(yùn)行模式和示教模式的切換。
然后，繼續(xù)通過EtherCAT通信的數(shù)據(jù)寫入指令，將長寬尺寸等必要數(shù)據(jù)寫入視覺新場景的指定單元存儲起來，留作測量區(qū)域和限值范圍的自動設(shè)定參照。
最后，再通過通信指令控制視覺執(zhí)行示教，也就是切換分支后觸發(fā)執(zhí)行測量，新場景程序就會以示教模式運(yùn)行，此時示教分支內(nèi)的處理單元圖形設(shè)定就可以刷新形狀搜索Ⅲ的模型區(qū)域?qū)崿F(xiàn)當(dāng)前圖像下的模型登錄，新產(chǎn)品的測量程序也就示教完成了。
控制系統(tǒng)
機(jī)械自動化控制器 NJ / NX系列
AC伺服系統(tǒng) 1S系列
圖像處理系統(tǒng) FH系列
實現(xiàn)價值
1. 精度：
精確到±0.2mm的動態(tài)涂膠軌跡精度
實現(xiàn)了210×280mm視野范圍內(nèi)精確到±0.2mm的涂膠軌跡高精度定位，可兼容不同尺寸和圓角半徑的金屬蓋涂膠，且微調(diào)簡便。
2. 省工時：
2min以內(nèi)的新產(chǎn)品檢測程序全自動示教
實現(xiàn)了新場景自動生成、參數(shù)數(shù)據(jù)自動寫入、搜索模型自動登錄、測量區(qū)域自動生成等功能，新品示教過程時間壓縮到2min以內(nèi)，其中最簡單的三個操作由人工完成，其余的場景新增、數(shù)據(jù)計算和模型登錄均由設(shè)備自動完成。
【經(jīng)營層】
■ 在金屬包裝飛速發(fā)展的背景下，快速應(yīng)對市場變化，通過全自動高速涂膠的方式替換傳統(tǒng)人工，大幅提升涂膠軌跡精度，降低人力成本，助力打造業(yè)內(nèi)Top競爭力。
【管理層】
■ 該系統(tǒng)的自動示教功能支持簡便微調(diào)，即使是無經(jīng)驗的操作人員，亦可將軌跡精度控制在±0.2mm以內(nèi)，緩解了對熟練技術(shù)人員的依賴，降低人工成本，減少不合格品的產(chǎn)生。
■ 通過自動化涂膠設(shè)備替換人工，涂膠軌跡數(shù)據(jù)以及設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)均可收集、存儲、分析，實現(xiàn)更為宏觀且高效的生產(chǎn)管理。
【工程師層】
■ 歐姆龍機(jī)械自動化控制器NJ/NX系列，內(nèi)置各類算法實現(xiàn)的功能塊，僅需寫入最基礎(chǔ)的參數(shù)即可實現(xiàn)，調(diào)試簡單，開發(fā)周期短。
■ 實現(xiàn)全自動涂膠，可兼容不同尺寸和圓角半徑的金屬蓋涂膠，軌跡精度控制在±0.2mm以內(nèi)。
（轉(zhuǎn)載）
