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雷尼绍校准技术赋能史陶比尔突破机器人的高精度应用

当前,工业机器人市场正经历深刻变革。市场需求从过去以“替代人力”为主的规模化应用,转向由高端制造领域驱动的高质量增长,同时,机器人应用范畴不断向智能化的方向拓展。机器人本体制造商的核心竞争力,越来越依赖于其提供“超预期”精度和稳定性的能力,以及构建强大的生态系统并满足高端制造业需求的能力。

RCS 球杆仪实现高效的机器人精度验证

史陶比尔机器人-1

史陶比尔集团是一家拥有130 多年历史的跨国工业技术企业,自1982 年进入工业机器人领域以来,始终致力于提供高性能的4 轴与6 轴机器人解决方案,通过长期稳定的高速度、高精度和高稳定性帮助客户达成持续的高产能和高良率。公司也十分关注并研究高性能机器人在各种应用场景的需求,因此,在汽车零部件、半导体、光伏、医疗与生命科学等高端应用市场建立了独特优势。

对于史陶比尔的客户而言,机器人的长期稳定与精度保持是保障投资回报的核心。充分发挥工业机器人的潜力,快速并精准地设定与部署机器人工站十分重要。雷尼绍的 RCS 机器人检测校准产品为史陶比尔及其客户提供了一把“尺子”能够快速验证机器人精度,评价关节重复精度、可视化路径误差、标定关节零点并分析齿轮背隙。

相较于使用传统的千分表单方向精度测量,雷尼绍 RCS 球杆仪可以快速检测机器人在各种姿态下的重复运动精度及 TCP 精度;RCS 球杆仪更可以架设在机器人的任意位置,真实测量关键精度点位的精度信息,搭设部署便捷,帮助用户时刻了解机器人精度性能。

使用了 RCS 球杆仪及其软件后,在涉及传动精度的维修或保养场景中,史陶比尔售后团队可借助球杆仪对机器人关节零位进行标定,来确认机器人精度是否恢复至既定水平。同时,该工具可辅助诊断机器人空间绝对定位精度及重复定位精度,为机器人性能验证与服务决策提供可靠依据。在客户现场以 RCS 球杆仪作二次机器人标定,可以量化分析机器人产生的零位偏移,并还原至预调试时的关节零位值,从而保障机器人运行同样的程序时轨迹一致。机器人终端用户亦可自行使用 RCS 球杆仪作现场校准,轻松掌握复原机器人,节省大量的程序二次示教的时间。RCS 软件能自动生成报告,有效实现数据可追溯。

RCS 测头解锁机器人加工的高精度测量

随着工业机器人的高速发展,其应用范畴已不仅局限于传统的搬运和装配,由机器人进行自动化零件加工以及在线测量也开始普及起来。

史陶比尔的应用团队在为其工业机器人选配测量及测头产品时,测量精度与一致性是考虑的首要因素。史陶比尔机器人常常用在高速、连续性的工业生产场景,雷尼绍 RCS 接触式测头能够从容应对振动、惯性冲击、电磁干扰等工作环境因素,且在高频的重复接触下维持测量的一致性,确保机器人在焊接、增材制造、加工和点胶等复杂任务中始终保持一致的 3D 路径精度。

RCS P 测头测量系列支持在六个自由度(6DoF) 范围内自动定位工具和工件坐标系,并可自动执行复原程序,实现高效复原与持续运行。RCS P 助力机器人终端用户实现快速工件定位、在线质量控制,显著提升生产精度、效率和可靠性,同时降低停机时间和运营成本,创造更高价值,达到灵活机器人自动化与高精度测量的深度融合。

RCS P 系列产品种类丰富,涵盖多种工业自动化测量解决方案,提供包括硬线连接测头、无线电测头和光学测头在内的多种触发测头、种类丰富的测杆和配件选项、以及用于工具坐标系校准的对刀仪。

史陶比尔机器人事业部应用服务经理张华君分享了一段有趣的经历:“我们曾在一个项目中遇到测头选型的难题:因空间限制需在测量时为机器人配置使用了加长测针的测头,但却导致在机器人高速移动时,由于惯性而令测头常常误触发信号。此外,在调试过程中或编程失误也容易导致测头碰撞和损坏。最终我们为机器人选用了雷尼绍触发力更大的测头,在高速移动时能保持相对的稳定性;加上选用碳纤维测针,就算长度加长了却增重有限,适用于对重量和刚性有严格要求的测量场景,满足高重复精度的需求。我们还选择了为测头安装防撞杆,即使发生撞击或过度行程,防撞杆会受应力首先折断,极大的避免了损坏测头。”

此外雷尼绍拥有数十年精密测量领域的丰富经验与算法积累,亦为史陶比尔实行该项目时提供了有利的技术保障。

史陶比尔机-2史陶比尔- 雷尼绍工站,工件尺寸在线测量解决方案

史陶比尔机器人-3史陶比尔 SCARA 机器人能够以极高速度执行精确且重复的任务

史陶比尔重视与合作伙伴共同开发高性能机器人的相关应用,我们与雷尼绍携手,以高精度的机器人配合高精度外部传感器,取得了很好的应用效果。

夏超-市场经理-史陶比尔(杭州)精密机械电子有限公司

RCS 测头解锁机器人加工的高精度测量

在自动化零件加工应用中,机器人的在线工件测量是一个更具挑战的话题。当前,产品装配与加工环节的工件尺寸检测,正从离线抽检走向 100% 在线必检发展,雷尼绍 RCS P 系列中的接触式测头可以及时检测不合格工件,并反馈给自动化产线对产品的尺寸进行再加工或者再调整。尽管 2D 视觉、结构光、激光测距等应用日益增多,但雷尼绍测头方案在粉尘、油膜、强反光等视觉无法胜任的环境中还是稳定可靠的优选。在实际生产中,待测工件每次被运送到待测工位时,或多或少存在一些定位误差,而 RCS P 测头解决方案可自动定位工具与工件坐标系,执行复原程序,有效减少人工干预,降本增效。

相较机床高刚性、适合重切削及高精度的加工,工业机器人更擅长打磨、抛光等轻切削场景,以及激光切割、水刀、等离子切割等非接触加工。机器人工作空间大、灵活性高、可搭载多种末端工具,轻松集成于产线,并可通过多样化的安装方式,覆盖机床难以触及的区域;通过系统集成,机器人还可转化为柔性的加工设备。机器人加工与机床加工形成的差异化、起了互补性作用。

在加工进程中,测量是实现机器人精度的“眼睛”与“标尺”——没有可靠的在线测量闭环,加工精度便无从验证,柔性也无从落地。雷尼绍正是史陶比尔前行路上不可或缺的测量合作伙伴,让机器人不仅“看得见”,更“测得准”,共同拓展高精度柔性制造的边界。

史陶比尔机器人-7

RCS P 测头产品能补偿工件定位误差,先建立坐标系,再测量尺寸,满足定位与在线测量双重需求。史陶比尔正推动这些功能的标准化、易用化,降低客户开发部署难度,提升其机器人在高精度应用中的竞争力。

张华君-机器人事业部培训经理 & 应用服务经理-史陶比尔(杭州)精密机械电子有限公司

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