自2007年【限塑令】實(shí)施以來(lái)，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(kāi)始迎來(lái)飛速發(fā)展的時(shí)期，

金屬制罐分為罐蓋和罐身兩部分，罐蓋經(jīng)過(guò)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(gè)特點(diǎn)，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(gòu)置成套并聯(lián)機(jī)器人成本高昂，且示教過(guò)程繁瑣，依賴熟練技術(shù)人員的感性與經(jīng)驗(yàn)。

解決方案

1. 優(yōu)化檢測(cè)算法，精準(zhǔn)定位起點(diǎn)坐標(biāo)，

實(shí)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(jué)定位的起點(diǎn)位置和傾斜角度進(jìn)行整體調(diào)整。

因?yàn)榫匦紊w的傾斜角度很容易獲得，所以定位的關(guān)鍵就是起點(diǎn)的檢測(cè)。經(jīng)過(guò)數(shù)十次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，最契合機(jī)器人動(dòng)作方式的軌跡起點(diǎn)，是在右上角弧邊與直邊交點(diǎn)向蓋內(nèi)側(cè)方向的位置上。

而由于實(shí)際情況下每臺(tái)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(lái)都是不同的，因此起點(diǎn)位置依然會(huì)存在變化，需要進(jìn)行微調(diào)。我們通過(guò)優(yōu)化檢測(cè)算法，使設(shè)備能夠精準(zhǔn)量化起點(diǎn)坐標(biāo)，簡(jiǎn)化軌跡的微調(diào)，降低操作難度，如此一來(lái)，即使是無(wú)經(jīng)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)新品的全自動(dòng)示教

首先，歐姆龍僅通過(guò)控制器+伺服的方式，實(shí)現(xiàn)了涂膠的運(yùn)動(dòng)控制，僅需簡(jiǎn)單搭建機(jī)械結(jié)構(gòu)即可，無(wú)需耗費(fèi)大量費(fèi)用購(gòu)置并聯(lián)機(jī)器人。

其次，PLC通過(guò)EtherCAT通信發(fā)送“場(chǎng)景復(fù)制”指令給視覺(jué)，視覺(jué)會(huì)在指定位置以模版場(chǎng)景為藍(lán)本新增一個(gè)新場(chǎng)景，模版場(chǎng)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(guò)EtherCAT通信的數(shù)據(jù)寫入指令，將長(zhǎng)寬尺寸等必要數(shù)據(jù)寫入視覺(jué)新場(chǎng)景的指定單元存儲(chǔ)起來(lái)，留作測(cè)量區(qū)域和限值范圍的自動(dòng)設(shè)定參照。

最后，再通過(guò)通信指令控制視覺(jué)執(zhí)行示教，也就是切換分支后觸發(fā)執(zhí)行測(cè)量，新場(chǎng)景程序就會(huì)以示教模式運(yùn)行，此時(shí)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(cè)量程序也就示教完成了。

控制系統(tǒng)

機(jī)械自動(dòng)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(shí)現(xiàn)價(jià)值

1. 精度：

精確到±0.2mm的動(dòng)態(tài)涂膠軌跡精度

實(shí)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(jiǎn)便。

2. 省工時(shí)：

2min以內(nèi)的新產(chǎn)品檢測(cè)程序全自動(dòng)示教

實(shí)現(xiàn)了新場(chǎng)景自動(dòng)生成、參數(shù)數(shù)據(jù)自動(dòng)寫入、搜索模型自動(dòng)登錄、測(cè)量區(qū)域自動(dòng)生成等功能，新品示教過(guò)程時(shí)間壓縮到2min以內(nèi)，其中最簡(jiǎn)單的三個(gè)操作由人工完成，其余的場(chǎng)景新增、數(shù)據(jù)計(jì)算和模型登錄均由設(shè)備自動(dòng)完成。

【經(jīng)營(yíng)層】

■ 在金屬包裝飛速發(fā)展的背景下，快速應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化，通過(guò)全自動(dòng)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(jìng)爭(zhēng)力。

【管理層】

■ 該系統(tǒng)的自動(dòng)示教功能支持簡(jiǎn)便微調(diào)，即使是無(wú)經(jīng)驗(yàn)的操作人員，亦可將軌跡精度控制在±0.2mm以內(nèi)，緩解了對(duì)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(guò)自動(dòng)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(chǔ)、分析，實(shí)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(dòng)化控制器NJ/NX系列，內(nèi)置各類算法實(shí)現(xiàn)的功能塊，僅需寫入最基礎(chǔ)的參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)，調(diào)試簡(jiǎn)單，開(kāi)發(fā)周期短。

■ 實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)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)。