機器人工具快換裝置

機器人工具快換裝置肃刁，使單個機器人能夠在制造和裝備過程中交換使用不同的末端執(zhí)行器以增加柔性茎陪，被廣泛應(yīng)用于自動點焊、弧焊孙泵、材料抓舉烫王、沖壓、檢測崇审、卷邊靠鸦、裝配岛宵、材料去除、毛刺清理苔巍、包裝等操作栅苞，具有生產(chǎn)線更換快速、有效降低停工時間等多種優(yōu)勢疏唾。

機器人工具快換裝置（Robotic Tool Changer）通過使機器人自動更換不同的末端執(zhí)行器或外圍設(shè)備,使機器人的應(yīng)用更具柔性。這些末端執(zhí)行器和外圍設(shè)備包含例如點焊焊槍函似、抓手槐脏、真空工具、氣動和電動馬達等撇寞。工具快換裝置包括一個機器人側(cè)用來安裝在機器人手臂上顿天，還包括一個工具側(cè)用來安裝在末端執(zhí)行器上。工具快換裝置能夠讓不同的介質(zhì)例如氣體蔑担、電信號牌废、液體、視頻啤握、超聲等從機器人手臂連通到末端執(zhí)行器鸟缕。機器人工具快換裝置的優(yōu)點在于：

1. 生產(chǎn)線更換可以在數(shù)秒內(nèi)完成；

2. 維護和修理工具可以快速更換排抬，大大降低停工時間懂从；

3. 通過在應(yīng)用中使用1個以上的末端執(zhí)行器，從而使柔性增加蹲蒲；

4. 使用自動交換單一功能的末端執(zhí)行器番甩，代替原有笨重復(fù)雜的多功能工裝執(zhí)行器。

機器人工具快換裝置牲羊，使單個機器人能夠在制造和裝備過程中交換使用不同的末端執(zhí)行器增加柔性磅芬，被廣泛應(yīng)用于自動點焊、弧焊蛮血、材料抓舉着癞、沖壓、檢測却怪、卷邊晚饰、裝配、材料去除殷感、毛刺清理窃橄、包裝等操作。另外熏迷，工具快換裝置在一些重要的應(yīng)用中能夠為工具提供備份工具赵腰，有效避免意外事件都癣。相對人工需數(shù)小時更換工具，工具快換裝置自動更換備用工具能夠在數(shù)秒鐘內(nèi)就完成敦间。同時瓶逃，該裝置還被廣泛應(yīng)用在一些非機器人領(lǐng)域，包括托臺系統(tǒng)廓块、柔性夾具厢绝、人工點焊和人工材料抓舉。

汽車行業(yè)的柔性制造

隨著市場和制造技術(shù)的發(fā)展带猴，汽車制造企業(yè)普遍認為柔性化是成功的關(guān)鍵之一昔汉。柔性制造能夠在單一的生產(chǎn)線上生產(chǎn)多種產(chǎn)品，它主要通過工具拴清、設(shè)備靶病、生產(chǎn)過程快速、頻繁的轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)口予。

較早的加工制造方法包括傳統(tǒng)加工娄周、機械加工和材料拌勻設(shè)備，這些都是為了生產(chǎn)單一產(chǎn)品而設(shè)計的沪停。這種系統(tǒng)對于生產(chǎn)大批量單件產(chǎn)品是高效的煤辨，但如果更換工具則成本極高，并且如果用新工具更換舊的工具將造成很長時間的停工期盒止，同時這種技術(shù)通常都依賴大量的勞動力鉴梦。

柔性制造能夠根據(jù)瞬息萬變的市場需求快速改變生產(chǎn)工具、材料抓舉設(shè)備耘泰、生產(chǎn)過程和生產(chǎn)計劃逐茄。柔性制造主要專注于自動化、提高效率和通過減少停工期和更換工具時間來降低成本嘀醋。其優(yōu)點主要包括：增加工廠利用率张域；快速響應(yīng)隨時改變的市場需求；減低人力成本讲侵；降低停工和閑置時間蚪录；實現(xiàn)自動化效率最大化；提升產(chǎn)品質(zhì)量耸壮；可高效生產(chǎn)低數(shù)量的不同產(chǎn)品粤街。

機器人是柔性制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)之一，但是機器人有一定的限制笑驶，一臺沒有安裝工具快換裝置的機器人僅能裝備一個末端執(zhí)行器且被限制在一個應(yīng)用中职颜。例如，一臺僅裝備一個焊槍的機器人受焊槍大小幾何尺寸的限制嫌变，不能完成其他類似材料抓舉工作吨艇。采用機器人工具快換裝置躬它，可以克服這些限制，工具快換裝置讓機器人有能力交換不同功能的末端執(zhí)行器實現(xiàn)不同功能东涡。工具快換裝置可增加機器人應(yīng)用的柔性冯吓、效率和生產(chǎn)力，并且集成于機器人柔性制造系統(tǒng)中疮跑。

對于汽車制造商來說组贺，精確預(yù)測市場趨勢和需求是面對的主要挑戰(zhàn)之一。在今天的汽車市場祖娘，很難找到像過去一樣廣泛流行并保持長期高銷量的車型÷嗯現(xiàn)在的消費者可在同種車型中根據(jù)不同價格、不同的配置及外觀個性等元素選擇贿条，這些改變成為汽車制造企業(yè)面臨的重大考驗。

用以前的制造手段增热，一個汽車制造企業(yè)需要投入巨大的資源來設(shè)計制造一個工廠用以生產(chǎn)一種特定的車型整以。如果市場對這款車型的反應(yīng)沒有達到預(yù)計結(jié)果，那么汽車廠只能有限地生產(chǎn)一種車型來適應(yīng)不多的市場需求嗤矾。這種情況下勒蜘，最終結(jié)果是增加工廠數(shù)量和設(shè)備閑置時間。依賴于這種非柔性生產(chǎn)系統(tǒng)的汽車制造企業(yè)將有可能在特定車型銷售不如預(yù)計時陷入困境拒牡。

柔性制造是汽車制造企業(yè)為了適應(yīng)不斷變化的汽車市場而選擇的最好的策略之一炊惊。高適應(yīng)性和快速響應(yīng)使生產(chǎn)企業(yè)能夠克服市場需求的突變和不準(zhǔn)確的市場預(yù)計。實施輪班生產(chǎn)使汽車生產(chǎn)企業(yè)能夠在不同的車廠生產(chǎn)不同的車型随去，在一個工廠生產(chǎn)不同的車型可以增加運行時間亮钩，實現(xiàn)生產(chǎn)效率最大化。如果有些車型的銷量比別的好扔泵，那么工廠可以通過快速改變生產(chǎn)線來響應(yīng)巢驶，從而保證市場需求，實現(xiàn)利潤最大化闭厕。

為了減少成本个滓、增加柔性，克萊斯勒集團（Chrysler Group）采用了柔性制造加工多吁，其中尼可，運用機器人和工具快換裝置在同一個裝配線上制造不同的汽車〗遥克萊斯勒 (IL) 裝配工廠首先應(yīng)用柔性制造轉(zhuǎn)化勉盅，有1/3的新ABB機器人裝備了ATI工業(yè)自動化公司的重載荷工具快換裝置。柔性生產(chǎn)使一個工廠可生產(chǎn)3種不同的車型顶掉，更適應(yīng)市場變化的需求菇篡。此外漩符，新的生產(chǎn)工具重組成本僅僅是傳統(tǒng)工廠成本的2/3。

ATI機器人工具快換裝置

圖1  ATI工業(yè)自動化重載荷機器人自動工具快換裝置

圖2  機器人上ATI工具快換裝置和材料抓舉夾具

圖3  機器人和工具快換裝置自動的交換末端執(zhí)行工具

隨著汽車制造企業(yè)不斷深入執(zhí)行柔性制造技術(shù)驱还，ATI工業(yè)自動化公司的機器人工具快換裝置已成為這些柔性系統(tǒng)的重要貢獻者之一嗜暴。ATI工具快換裝置運用專利強力的鎖緊機構(gòu)，提供寬泛的大小型號议蟆。由于其采用模塊化設(shè)計闷沥，可提供多種應(yīng)用模塊選擇，包括氣咐容、電舆逃、液、焊接高電流戳粒、現(xiàn)場總線如DeviceNetTM路狮、伺服電源和信號、超聲和高壓液體等恼芙。其具體特點在于：

1. 極高的重復(fù)精度结晒。獨特設(shè)計的雙錐面鎖緊活塞配合兩個定位銷保證了出色的重復(fù)精度，在滿載荷情況下經(jīng)過上百萬次的循環(huán)測試結(jié)果表明一般的精度都更加優(yōu)于標(biāo)注的值龟冻。

2. 高硬度碎准。ATI工具快換裝置因為鎖緊機構(gòu)活塞的高鎖緊力和大半徑提供極高的抗扭矩能力，鎖緊后的工具快換裝置在大慣性運動時不會出現(xiàn)松動而導(dǎo)致鎖緊失效或精度問題陋抵。

3. 出色的可靠性焚怨。專利設(shè)計的雙錐面鎖緊機構(gòu)為內(nèi)磨損而不是外磨損；氣體孔采用獨特的設(shè)計；長壽命的橡膠密封能夠避免氣壓損失；機器人側(cè)彈簧式電信號針與工具側(cè)固定針保證了電信號的可靠連通角骤；ATI機器人工具快換裝置的設(shè)計是全生產(chǎn)周期的街赊。

4. 輕重量、集成化設(shè)計。質(zhì)量和體積在不降低可靠性和性能的前提下盡可能的小。

5. 防止錯誤的鎖緊機構(gòu)。專利設(shè)計的鎖緊機構(gòu)即使在鎖緊氣體壓力瞬間丟失的情況下杯聚，也能使機器人側(cè)和工具側(cè)保持鎖緊狀態(tài)。

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