優(yōu)傲協(xié)作機(jī)器人最受歡迎的應(yīng)用是什么?
雖然我們沒(méi)有做過(guò)明確的統(tǒng)計(jì)，但是可以解決人體工程學(xué)難題，且性能強(qiáng)效率高的碼垛應(yīng)用，一定不會(huì)退出角逐。
2021年，優(yōu)傲推出了增強(qiáng)型UR10e，有效載荷由最初的10kg提升至12.5kg，并保持售價(jià)不變，一躍成為碼垛、機(jī)器看護(hù)和包裝等應(yīng)用的新選擇。2022年，UR20的發(fā)布，將協(xié)作機(jī)器人的碼垛能力進(jìn)一步提升至20KG，在保持高精度和穩(wěn)定性的前提下，將速度提高了一倍。
UR10e和同類產(chǎn)品偏心承載能力對(duì)比
越來(lái)越多的終用戶實(shí)踐得出，UR相較于行業(yè)內(nèi)同型號(hào)的產(chǎn)品，擁有更強(qiáng)大的負(fù)載偏心承載能力，能承擔(dān)更復(fù)雜更多樣的碼垛任務(wù)。
結(jié)合UR+生態(tài)系統(tǒng)的碼垛軟件和應(yīng)用套件，協(xié)作式碼垛自動(dòng)化的方式愈加多樣。例如，UR+中國(guó)合作伙伴拓德科技基于優(yōu)傲協(xié)作機(jī)器人研發(fā)的全自動(dòng)柔性機(jī)器人碼垛工作站，能夠準(zhǔn)確地按照規(guī)定的程序執(zhí)行任務(wù)，高效地完成物品的包裝、碼垛和搬運(yùn)等工作，從而提高生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)成本，實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)。
以UR10e為例，本文將介紹如何通過(guò)參數(shù)設(shè)置，讓UR機(jī)器人的負(fù)載能力發(fā)揮最大價(jià)值。
一、應(yīng)用程序設(shè)置
1、TCP設(shè)置
TCP需要被準(zhǔn)確設(shè)置，不能直接引用默認(rèn)值[0,0,0]。
2、重心(CoG) 和負(fù)載
為了獲得最佳性能，有效載荷和重心(CoG)同樣需要被準(zhǔn)確設(shè)置。對(duì)于有效負(fù)載發(fā)生變化的應(yīng)用，可以使用“Set Payload”命令進(jìn)行切換負(fù)載參數(shù)。
3、慣性力矩(MOI)
Polyscope輸入自定義慣性矩陣
載荷的慣量在與工具法蘭(原點(diǎn)在重心(CoG))對(duì)齊的坐標(biāo)系中指定。默認(rèn)慣性計(jì)算為用戶指定質(zhì)量的球體的慣性，質(zhì)量密度為1g/cm3。通過(guò)選擇“使用自定義慣性矩陣”可以設(shè)置自定義慣性設(shè)置。點(diǎn)擊字段IXX, IYY, IZZ, IXZ, IYZ設(shè)置所選載荷的慣性，使用kg*m2的基本單位。
二、應(yīng)用程序示例
我們以一個(gè)典型的碼垛應(yīng)用為例，來(lái)看看如何利用參數(shù)設(shè)置，提高機(jī)器人的有效載荷。
機(jī)械布局如圖所示。運(yùn)動(dòng)和設(shè)置參數(shù)如表格所示。
1、利用有效載荷曲線
圖中，有效載荷曲線顯示了與最大允許有效載荷相比CoG偏移的圖形邊界。
藍(lán)色陰影邊界的內(nèi)部，允許無(wú)約束的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，也就是說(shuō)機(jī)器人可以在其額定速度和加速度下運(yùn)行。
相比之下，機(jī)器人在這個(gè)邊界之外的運(yùn)動(dòng)會(huì)自動(dòng)降低機(jī)器人的速度和加速度。
該圖灰色區(qū)域，突出顯示了UR10e上增加的有效負(fù)載額定值高達(dá)12.5kg。
UR10e用戶手冊(cè)中的有效載荷曲線
① 計(jì)算重心偏移量。
重心(CoG)位置可以用幾種方法計(jì)算。通常，這是通過(guò)3D建模程序(如SolidWorks)完成的，或者使用PolyScope中的本機(jī)有效負(fù)載向?qū)瓿傻摹?/FONT>
② 在SolidWorks中生成有效負(fù)載數(shù)據(jù)。
在這個(gè)示例中，我們使用SolidWorks Mass Properties評(píng)估工具來(lái)生成數(shù)據(jù)。表格分別顯示了工具和有效載荷的質(zhì)量屬性。工具質(zhì)量屬性(參數(shù))來(lái)自供應(yīng)商的網(wǎng)站。該部件是一個(gè)通用的矩形，尺寸為200mm × 300mm × 280mm。
碼垛示例的MOI數(shù)據(jù)
下圖是由SolidWorks生成的3D模型。每個(gè)獨(dú)立組件的CoG位置由黃色和黑色基準(zhǔn)表示。組合組件的CoG位置由白色和黑色基準(zhǔn)參考。同樣值得注意的是重力的方向。
來(lái)自SOLIDWORKS的工具和有效載荷齒輪定位模型
相關(guān)的質(zhì)量屬性可以直接通過(guò)Mass Properties evaluation 工具計(jì)算。一旦配置了軟件中的度量單位，生成的值就用于有效負(fù)載設(shè)置。通過(guò)主窗口的“Options…”按鈕可以訪問(wèn)MOI設(shè)置，如下圖1所示。
一旦定義了單位，模型的質(zhì)量屬性就會(huì)顯示在主窗口中，如下圖2所示。這個(gè)數(shù)據(jù)可以直接輸入到給定負(fù)載情況下的慣性矩陣中。
根據(jù)下圖，CoG位置位于工具法蘭坐標(biāo)系中的(0，-0.0546，0.2567)米處。這些值作為圖7所示的垂直(dz)和水平(dy) CoG組件插入到草圖中。合成矢量顯示為從工具法蘭原點(diǎn)(262.48mm)的半徑。
模型上繪制的COG位置
2、限制工具法蘭定位
在設(shè)計(jì)更重的有效載荷時(shí)，目標(biāo)是限制工具法蘭原點(diǎn)的扭矩。因此，相對(duì)于重力，更小的垂直CoG偏移會(huì)降低這個(gè)值。在下圖中，作用在工具法蘭上的最大扭矩顯示在給定負(fù)載情況下。如果將這種情況繪制到有效載荷曲線上，有效載荷將在陰影區(qū)域之外。
模型上繪制的COG位置
在這部分值得注意的是工具的方向特征，它用于限制工具法蘭的角度。作為安全配置的一部分，建議在編程之前應(yīng)用這些配置。一旦正確配置，該功能可以防止意外的停止或故障。
工具方向配置
3、利用CoG偏移參考有效載荷曲線
在這個(gè)案例中， CoG偏移位置垂直于重力的分量為Y分量(54.64mm)。在有效載荷曲線上繪制12.5kg和54.64mm的值，交叉紅點(diǎn)仍在陰影區(qū)域內(nèi)，表明該負(fù)載可以被接受。
組合有效載荷水平分量的最大有效載荷
下圖就是案例中通過(guò)UR離線模擬器工具顯示碼垛的應(yīng)用結(jié)果。UR離線模擬器可以在UR的支持網(wǎng)站UR support site 上找到。
碼垛實(shí)例仿真結(jié)果
優(yōu)傲機(jī)器人即便產(chǎn)品迭代升級(jí)，也依然兼容UR+軟硬件外圍設(shè)備生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品，支持即插即用，確保用戶可以快速輕松地啟動(dòng)協(xié)作應(yīng)用程序。
優(yōu)傲?xí)r刻在傾聽(tīng)市場(chǎng)反饋、用戶心聲，也在不斷發(fā)掘產(chǎn)品新的潛能。在碼垛應(yīng)用上，通過(guò)提升機(jī)器人的有效載荷，賦予了它全新的部署能力，以適應(yīng)更多產(chǎn)線的生產(chǎn)需求，優(yōu)化生產(chǎn)效率、質(zhì)量和成本控制，加速企業(yè)的投資回報(bào)。
（優(yōu)傲機(jī)器人）
