機器人與雷射技術共同刻劃未來

2018-04-02 06:19:00
  • 機器人與雷射技術共同刻劃未來

機器人和雷射兩者之間的關聯由來已久。而現在,成本效益高又易于使用的協作型機器人,加上新一代低成本的雷射技術,兩者一拍即合,適用于多種的雕刻及打標應用情境。

「這年頭,甚麽東西都要編號。」Gravotech 的美西經理 Victor Amorim 這麽說道。 Gravotech 是業務遍及全球的打標及雕刻設備供應商。Amorim 以 2010 年的墨西哥灣漏油事件爲例說明,因爲沒有可供追蹤的編號,讓英國石油 (BP) 無法將過錯歸咎于其包商。而今日,幾乎任何生産出來的産品都需要打標來標示其制造商、零件編號、日期編碼或序號,以供日後追蹤,也作爲判斷保固的依據資訊。

Gravotech 使用自動打標系統,讓産線高效流暢

Gravotech 最近展示了使用 UR5 機器人的全新自動化雷射及點針式打標解決方案。視零件類型及所需的打標類型而定,UR5 機器人會自動將零件放置到 Gravotech LW2 Class 1 雷射裝置中,使用 F30 光纖雷射打標,或將零件放到 XF510CP 點針式打標機下。UR 機器人快速、精確、用途廣、易于控制,且可透過觸控介面立即進行程式變更。而且亦具備內建安全感應器,可在運作時安全地允許作業員在旁檢查或進行相關處理。

Gravotech 預測,對于可讓生産流程更順暢、可靠及一致的自動化打標解決方案,將在未來産生更多的商機。Amorim 說:「我們所服務的産業很多樣,有軍事、醫療相關、汽車、石油及天然氣。而這些産業需要我們爲他們的零件打標,因爲沒打標就不能出貨,沒出貨就收不到貨款。因此,打標是整個過程中很重要的一環,而有了 UR 機器人及我們的雷射機台後,我們讓整個流程動了起來。我們讓客戶可高枕無憂。」


觀看 Gravotech  Oestling Laser 如何部署 UR 機器人

OSTLING 爲精密醫療器材進行全自動打標,無須人力介入

Ostling 是另一間全球化的打標系統供應業者,使用超二極體激發固態 (DPSS) 雷射打標系統,並以 UR 機器人進行自動化。Ostling 的産品支援經理 Brian Watts 說明,機器人完全控制了 Z 軸的焦點、俯仰角控制及雷射打標的位置。機器人還可加入視覺系統,爲完成的標記進行檢查,或使用視覺系統進行切割或焊接。

UR 機器人爲 Ostling 的自動化系統增加了重要的功能。Watts 說:「UR 機器人的程式編寫真的相當簡單。因爲機器人的協作特性,不僅設定安裝都簡單,還相當安全。我過去經常使用的許多程式屬性,都有很大的安全性考量。而有了 UR 機器人,一切就是我抓著末端夾治具這麽簡單,然後移動到定位,再使用示教器輸入微調好的設定。」

UR-Laser-Marking-Video

UR3 機器人完全控制了 Z 軸的焦點、俯仰角控制及雷射打標的位置。

Ostling 覺得這套現成可用的系統潛力無窮,特別是對應大量打標的應用模式,因爲作業員很難持續地保持穩定一致,且這樣對作業員的職業健康也是一大挑戰。Ostling 的系統相當適用于醫療器材,因爲醫療器材的生産必須在 Class 10,000 的無塵室中進行,完全不能有人的介入。在這樣的應用情境中,可由機器人夾取並檢驗零件,並使用視覺系統找出要在何處打標,如此一來就無需作業員參與其中。

Watts 解釋說:「有些情況下,像是腹腔鏡或內視鏡手術,會需要非常非常精密的刻度或標示記號。這時,雷射和機器人聯手運作就非常重要,這樣才能確保零件的標示確實在我們所指定的位置進行。這樣也便于追溯。我們可在零件上做個記號或標記,並將其放在視覺系統下,讓機器人實際使用該記號進行全部定位,然後再到視覺系統進行驗證,回頭將資訊輸入資料庫,並將零件放行供最終生産使用,若零件不正確的話則加以丟棄。」

在醫療領域之外,航太及汽車産業也對 Ostling 解決方案有興趣,因爲機器人可幾乎全時運作,且精密零件不會受到作業員的汙染。


UR5 機器人取放钛金屬的名片進行雷射雕刻

THE RING LORD 從創新傳統工藝邁入機器人雷射雕刻

除了我們現在所呈現的這些系統外,還有些其他的自動化機器人/雷射系統也在制造業中佔有一席之地,甚至有些讓人意想不到的應用情境。The Ring Lord 以鎖甲原料供應起家,每天都要制造百萬個「C 環」。這些小線圈也用來連接首飾及其他珠寶配件。該公司持續茁壯,並數度調整步伐,來維持公司的成長,而現在更進入了正在走向自動化的雷射雕刻領域。

The Ring Lord 過去生産雕刻的寵物項圈吊牌、鱗甲片及各種材質的 C 環,但後來卻決定走入客制的雷射雕刻名片,結果遇到了人力效率上的問題。公司的其中一位老闆 Jon Daniels 說:「以前以雷射打標設備處理零件,只要八到十秒,因此在機器需要新零件來加工時,以人工更換金屬板還不會那麽糟糕。但是,處理名片就需要二十到四十秒才能完成。這種情況下,整個狀態就完全不一樣了。在這種速度下以人力來上下料是非常糟糕的。當你無聊到死的時候,人工效率會掉到不能再低。」

但這對機器人來說不成問題。Daniels 深入研究各種選項後,選擇了彈性高又輕巧的 UR5。UR5 的程式編寫簡便,也是其一大優勢,Daniels 說這就跟「使用一般的智慧型手機沒有兩樣」。

The UR5 cobot at FUTEKFUTEK  UR5 整合了 Robotiq 夾爪,並透過 Keyence (IV-G300CA) 視覺系統進行視覺導引。

UR5 上晚班

美國南加州的 FUTEK 是一間測試及量測工具的供應商,並採用 UR5 機器人將放大器外殼送進雷射雕刻機。FUTEK 的機械工程師 Javier Ruiz 說 UR5 讓他們的生産力提高四到五成,而且讓現有勞動力的使用得以最佳化。「雕刻一個零件要七分鍾,因此,請專人監視整個流程的效率實在不高。我們現在可將該名人力重新配置到生産線的其他部分,並讓機器人輪第三班。」Ruiz 在解釋時仍不忘強調産品的品質也因爲機器人的高度精確性而獲得提升。