贝加莱为小批量、多批次生产提供完整的产品组合

在汉诺威工业博览会上,贝加莱将展示传统工厂如何变成智慧工厂,展位号:Hall
9, Booth
D26。贝加莱能够实现所有生产区域的自动化,并使它们进行无缝交互。贝加莱的产品组合可以轻松实现高效、优质、小批量、多批次生产,确保安全的人机协作,并获得云端机器性能数据的清晰概览。

贝加莱的首款云应用允许OEM厂商从他们的全球设备机群中全天候地收集数据,并在方便实用的仪表盘中进行查看。他们可以使用它来进行有针对性的机器升级,提供更进一步的服务,并开启新的收益流。云应用会标示哪里需要进行维护,并为定制维护服务提供了基础。

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今天,智能制造给出了“智能”多重的定义,但是,如果换个视角,仅仅从用户的角度来讲智能,那么可以把所有的智能总结为一句话:“智能化=简单高效的实现灵活的制造应用”。

集成机器视觉

此外,贝加莱将展出世界上首款可无缝集成到自动化系统中的机器视觉解决方案。贝加莱的机器视觉解决方案包括智能摄像头、图像处理算法和创新照明技术。通过这些产品,贝加莱可以提供广泛的应用:从简单的机器视觉传感器到高端智能摄像头。现成的软件组件可用于以较少的新编程量来创建应用程序。

据9月25日消息,目前,中国已经成为全球最大的机器人市场,并引起了全球机器人厂商的高度关注。在近日上海举办的第二十届中国国际工业博览会上,国内外机器人企业纷纷亮相,展示了最前沿的机器人技术和行业解决方案,而韩华也是其中展商之一。

对于用户而言,搭建什么样的体系架构、采用什么样的智能算法亦或模型都是次要问题,如何在个性化时代,响应客户个性化的需求,高品质而低成本地生产出满足消费者个性化需求的产品才是问题的本质。

人机协作

贝加莱是第一家推出人机协作技术的智能轨道系统制造商。贝加莱展台的参观者将会看到,五种集成安全功能如何确保人员直接在轨道旁工作,且无需使用安全栅
– 不会丝毫削弱生产力。

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作为韩国十大企业之一,韩华拥有超过60年的历史,业务主要涵盖制造业和建筑业、金融业、服务和休闲业,年销售总额越3000亿。由于看到机器人行业的巨大前景,韩华进行大量研究后决定研发协作机器人。

个性化的体现

HCR-5协作机器人

个性化在于差异,人们可以在超市看到琳琅满目的产品,发现原来的可口可乐单一的标签为个性化的标签所代替,以适应年轻人的个性化喜好,包括通过App来定制西装这样的需求、个性化的冰箱已经不稀奇,为了赢得消费者,生产制造商开发了各种产品,然而,这些都对传统的制造带来了挑战,包括机器如何适应这种变化,需要更为有效的技术支撑。

此次工博会上,韩华展出了HCR-5和HCR-3系列机器人产品及应用解决方案,其中,HCR-5是一款臂长为915mm,负载5kg的六轴机器人,曾经在去年上海机器人展上首次亮相,经过一年的优化,HCR-5在用户便利性方面已经得到了很大的提升。

软件是智能的最集中体现

HCR-3小型协作机器人

对于生产制造而言,首先是机器的智能生产实现,而从各个领域,无论是包装、塑料、印刷工业都可以看到,软件才是“智能化”的关键,例如:在注塑机里,为了适应各种需求,通过模块化软件设计,可以为不同的机型如油压注塑机、电液混合型、全电动、立式注塑机配置了不同的软件,仅通过参数设置即可适应不同的注塑生产,而包装后道的裁切仅通过参数设置即可让电子凸轮裁切进行匹配生产,硬件系统往往是通用的,而差异来自于不同行业的工业Know-How软件的差异,也因此,产业界都认同软件才是未来竞争的关键。

HCR-3是韩华在本次工博会首次推出的小型协作机器人,与HCR-5相比,HCR-3具有更小的体积,适合在狭小的空间及简单的作业桌上使用,极具灵活性。此外,韩华协作机器人产品还包括有臂长1300mm的HCR-12,目前已型成了从臂长630mm到1300mm,负载从3kg到12kg的协作机器人产品体系。

软件定义机器智能

随着电子行业市场需求的快速增长,与传统工业机器人相比个头和载荷更小、精度更高的人机协作型机器人在本届工博会上持续升温、新品颇多。带有机器视觉功能以实时检测产品的合格率,成为此类机器人的标配。依靠压力和电流感知,人机协作机器人可以在接触到人类时自动停止工作,这令它们摆脱了传统生产车间里用于人机隔离、保护工人的护栏,也不必再刷上醒目的色彩用于警示。小批量、个性化生产需求的涌现和扩大,令制造业传统的生产方式与组织管理形式面临新的变革。

而对于机器的智能,软件又分为多个方向的集成能力,首先,得有一个集成平台,才让它们能够实现在垂直和水平方向的智能集成,以贝加莱的AutomationStudio为例,它为机器智能化提供了基础平台保障。图1描述了在该平台实现智能的多个方面。

本届工博会上,与未来数字化工厂有关的智能制造场景和应用正在成为可触碰、可验证的现实呈现,从虚拟仿真到智能制造工作站,再到工业数据的云端信息交流,一切都可以实现实时进行,最大程度缩短停机时间、提高生产效率。

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机器人展馆:走出护栏的人机协作

图1机器智能化的几个方面

人机共舞的工业机器人展馆,是工博会最热闹的区域之一。各大机器人厂商纷纷把自家的招牌产品,乃至整条流水线颁上展台,以显示智能制造的力量。位于行业第一阵列、被称为“机器人四大家族”的发那科、安川电机、ABB和库卡是本届工博会的最大亮点之一。

(1)IIoT融合接口支撑

尽管绝大多数机械臂仍在围栏乃至玻璃柜里工作,但相当一部分机械臂已经可以走出隔离区域,充分与观众互动。人机协作的大趋势,或许是对“机器威胁论”的最好回击。

如果控制的智能是基于“信号”,因此,对于AutomationStudio而言可以通过对PLC、Motion进行机器的模块化软件集成来实现分布式运动控制,以及软件的分布式,而对于计算(Computing)–基于“信息”的策略与优化问题,AutomationStudio提供了标准互联的接口支撑,包括OPCUA,以及在OPCUA基础上针对塑料机械领域的Euromap77、Euromap67,以及未来的Euromap79,针对包装工业的PackML,这些垂直行业的信息模型使得机器数据与MES/ERP以及各种智能系统、IIoT数据分析平台进行接口,并实现对生产质量、工艺参数、能耗等的优化。

世界四大机器人公司之一的库卡此次带来的新品,就是轻型机械人LBR
iisy。总部位于奥格斯堡的库卡曾是德国的国民品牌,美的集团于2017年1月斥资37亿欧元完成收购。

(2)建模仿真

KUKA六轴协作机器人LBR iisy。

对于每个机器而言,都会有其内在的工艺建模需求—这才能让机器更为简便的接受不同的生产任务,例如:对于灌装系统而言,每个批次的灌装会有不同的逻辑处理、不同规格的瓶型会需要不同的灌装曲线、针对不同的速度需要不同的运动控制间的协调,灌装单元与前道的吹瓶、后道的旋盖、贴标、膜包都有关联关系,这些关系可以通过统一的建模,在软件上形成其内在的控制模型,当瓶型、速度、液体等变化时,系统仍然具有自我适应能力,而无需人员进行重新的编程或者调校。

展台上的LBR
iisy可以按要求从盒中拣出不同牌子的饼干,并轻轻放置在指定的方框中。这吸引了不少参会观众驻足,在一旁放置的pad上点击“下单”。只要在桌上划定的圆圈范围内,不管饼干盒和方框被移动到何处,机械臂都能精准装载后卸载。

如图2所示,基于AutomationStudio平台,可以实现对机器的各种控制如薄膜材料卷绕张力控制、注塑机的液压、温度控制等,而仿真软件可以是MapleSoft、MATLAB/Simulink、Virtuos等,然后通过代码自动生产以及与AutomationStudio的自动导入直接下载到控制器、驱动,实现智能算法的开发。

该六轴协作机器人重18.8千克,伸臂范围600毫米,有效载荷为3千克。库卡工作人员告诉澎湃新闻,机器人的每个轴上都安装了传感器,一旦在工作中触碰到阻力,就会轻轻弹开。此外,传感器可以记录压力的变化,在人类的牵引下学习一套工作路线。

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LBR
iisy将于2019年正式进入市场。这种用户友好度高的轻型机器人可以适应狭窄空间内的人机协作,并且帮助只受过少量培训的半熟练人员,避免面对复杂编程手忙脚乱的情况。开放、非结构化和充满变数的环境,最能展现LBR
iisy的游刃有余。

图2仿真建模的应用架构

KUKA机械臂在倒啤酒

对于每个行业而言,其智能都必须考虑复杂的生产个性化变化,进而能够针对这些变化形成最佳的工艺路径,以及从生产系统接受任务来计算机器本身的最佳工艺参数。

ABB的紧凑型协作机器人单臂YuMi也在工博会上完成了中国首秀。它与双臂YuMi具备相同的安全性、精度和易用性,并进一步提升柔性,可满足多品种、小批量、短节拍的生产需求。

(3)机电一体化融合

ABB YuMi单臂机器人

智能产线中运动控制、机器人扮演非常重要的角色,因为它们是实现智能化的执行机构,而另一方面,从软件的角度而言,它们也关系到对MES的反馈,并接受来自生产指令,因此,今天的智能运动控制系统已经肩负“柔性”的重任,例如:对于注塑机,机器人配合已经成为了机器人第三大应用场景(来自IFR统计),而对机器人与工艺设备的集成而言,传统的自动化系统会遇到障碍,而对于基于PLCopenPartIV协同运动控制编程的自动化系统而言,注塑机的控制与机器人是可以完全在同一架构下完美匹配的。

发那科公司则展示了一款无护栏的汽车挡风玻璃涂胶机器人系统,通过DCS功能和区域传感器的组合,实现高速工作模式与协同工作模式的自动切换。该机器人系统具有触碰停止和退避动作功能,充分保证协作人员的安全。

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