生命科學(xué)中的機(jī)器人裝配

隨著北美機(jī)器人市場在2015年的上半年創(chuàng)造了新記錄在岂，由自動(dòng)化集成商們直接看到需求也是意料之中的熄阻。

“過去10年中膘掰，我們已經(jīng)看到至少有80%的應(yīng)用都涉及到某種形式的機(jī)器人跪另，無論是單個(gè)還是多個(gè)機(jī)器人拧抖，”位于加利福尼亞州SimiValley的DynamicAutomation公司的所有人和總裁MarcFreedman說∶饴蹋“而在過去的5年里唧席，增長幾乎是指數(shù)級(jí)的。在生命科學(xué)行業(yè)我們的主要工作已經(jīng)完成嘲驾，剩下的大部分是裝配淌哟，都是些通常可以拿在手中的組件辽故⊥讲郑”

SCARA機(jī)器人用于醫(yī)療設(shè)備的裝配和包裝，包括玻璃瓶誊垢。在維修和清洗過程中掉弛，有保護(hù)罩保護(hù)不銹鋼夾具、傳感器和線路喂走。

DynamicAutomation成立于1986年殃饿，是DENSORobotics、FANUC和St兵故？ubli公司的首選集成商帮色，還與其他領(lǐng)先的機(jī)器人供應(yīng)商合作。集成商還服務(wù)于能源折甸、航空航天和汽車行業(yè)瑟哺。“

”現(xiàn)在我的工廠里有15個(gè)不同型號(hào)的機(jī)器人闷邑。既有裝配妊娠檢測試劑盒的Delta機(jī)器人弹梁，也有重達(dá)165公斤览雁、用于在汽車應(yīng)用中移動(dòng)齒輪的六軸機(jī)器人〕胛模“

Freedman說客戶正找上門來要求用機(jī)器人碉晾。

”舉個(gè)例子，我們正在制造的妊娠檢測試劑盒裝配機(jī)是第五代產(chǎn)品删猿。之前的四代產(chǎn)品沒有用到任何機(jī)器人陋窗。快了好幾倍隅本，與我們正使用的技術(shù)完全不同实愚。我們應(yīng)該在這個(gè)水平。他們是一家非常具有前瞻性的公司兔辅，不斷地鞭策著我們腊敲。“

”在生命科學(xué)領(lǐng)域维苔，我們可能正在卷管并為其連接一個(gè)端接頭碰辅，或者我們可以正在構(gòu)建一個(gè)非常復(fù)雜的測試以在非洲檢測艾|滋|病，“Freedman說介时∶槐觯”每天都不同，那么每個(gè)應(yīng)用也是不同的沸柔。速率可以從每分鐘30份到每分鐘300份循衰。從歷史角度來看，對我們來說褐澎，已經(jīng)使用了很多SCARA機(jī)器人会钝。“

SCARAsVS.六軸機(jī)器人

SCARA工三，即選擇順應(yīng)性裝配機(jī)器手臂狞吏，是一種通常用于小零件裝配的四軸機(jī)器人，擅長高速拾放舍娜。SCARA機(jī)器人通常比六軸機(jī)器人更便宜圈蛹，軸更少，電機(jī)也少茎陪，零件數(shù)量也少，但不如它們的垂直關(guān)節(jié)式表親那樣靈巧孙泵。

歸功于其更強(qiáng)的靈巧性和應(yīng)用靈活性烫王，六軸機(jī)器人正在小零件裝配應(yīng)用領(lǐng)域逐漸普及。（本文展示了Delta機(jī)器人在小零件裝配領(lǐng)域也表現(xiàn)的不錯(cuò)崇审。）

”隨著六軸機(jī)器人變得更小也更具有成本效益靠鸦，在可以的時(shí)候我們也一直在更多地使用這種機(jī)器人岛宵，“Freedman說√ξ。”我們的客戶希望能和其他人一樣具有實(shí)時(shí)改變的能力滚吱。考慮到未來避归，他們希望擁有那樣的多功能性荣月。“

但有時(shí)空間也是一個(gè)限制因素梳毙。Freedman說對他的典型客戶群來說機(jī)器人的占地空間非常重要哺窄。

”我們一個(gè)機(jī)架、一個(gè)桌架或幾個(gè)組合起來的桌架上建造小隔室账锹，“他解釋說萌业。”空間和景觀以及把一切都放在一個(gè)小空間的能力是非常重要的奸柬。我們的很多設(shè)備都進(jìn)入了潔凈室生年。

“我們客戶心目中最重要的事情是潔凈室里的空間成本，”Freedman說廓奕”瘢“潔凈室空間要花很多錢去維護(hù)，如懂从，暖通空調(diào)的需求和全部的清洗需求授段，所以他們非常在意空間的大小。我們一直在努力縮小所有的空間番甩，正努力推動(dòng)所有的機(jī)器人廠商縮減其平臺(tái)尺寸悄函。”

在潔凈室空間里

DynamicAutomation的一種潔凈室應(yīng)用包括機(jī)器人裝配重組裝置磅芬，對患者和護(hù)理人員來說該裝置可使血友病因子療法更容易且更迅速山顶。重組套件由Baxter制造（部門剝離后現(xiàn)在變成了Baxalta），有助于迅速將藥物給到患者體內(nèi)來輔助血液的凝固着癞。

“這是一個(gè)由三種主要組件構(gòu)成的三部件裝配：藥品好员、設(shè)備本身和一個(gè)藥水瓶，”Freedman解釋說役霍÷猿荆“藥物需要與水混合，然后注射磷尊，所以這種裝置自動(dòng)以適當(dāng)?shù)谋壤旌纤退幬锴友Ｗ龅姆浅Ｑ杆伲浅：唵巍?/p>

”很高興我們可以做這樣為社會(huì)增加價(jià)值的事情。我們已經(jīng)做了一些類似的應(yīng)用摹削，例如碍蚊，為參與比爾和梅林達(dá)？蓋茨基金會(huì)資助的世界健康項(xiàng)目的公司提供一些非常復(fù)雜的裝配設(shè)備到旦。

“一些客戶用來追蹤我們所做的與我們的目標(biāo)如何相關(guān)的衡量標(biāo)準(zhǔn)是我們挽救了多少生命或者將要挽救多少生命旨巷，而不是我們每月生產(chǎn)了多少份。這是一個(gè)完全不同的觀點(diǎn)添忘〔赡牛”

盡管如此，當(dāng)挽救生命時(shí)昔汉，產(chǎn)量仍然重要懈万。三臺(tái)DENSOHS系列SCARA機(jī)器人被選中用于該應(yīng)用，因?yàn)樗鼈冝D(zhuǎn)速高靶病，能夠適應(yīng)每小時(shí)1800份的機(jī)器速度会通。

“準(zhǔn)確度始終是我們的一個(gè)挑戰(zhàn)，”Freedman說：“對這些可能僅需調(diào)整正負(fù)千分之一英寸的應(yīng)用或進(jìn)入到微米領(lǐng)域來說娄周，需要真正精確的機(jī)器人涕侈。對于我們的具體應(yīng)用，我們發(fā)現(xiàn)SCARA機(jī)器人比同等大小的六軸臂更精確煤辨∩烟危”裝配配件時(shí)不影響密封和產(chǎn)品的完整性是非常重要的。當(dāng)人們打開套件時(shí)侥锨，它必須是無菌的念焙。裝置的一側(cè)有個(gè)藥瓶，另一側(cè)也有一個(gè)藥瓶扇殃，有一個(gè)非常尖銳的設(shè)備將刺穿小瓶鲤境。裝配過程中需要非常接近那個(gè)裝置，但需要確保不會(huì)捅破它投戴。我們使用伺服執(zhí)行器來做這一切并用力反饋來確認(rèn)丛疲。“

用于精細(xì)裝配的力反饋和視覺

稱重傳感器裝配力監(jiān)測使用力傳感器來跟蹤整個(gè)裝配過程梢跳，以確保不會(huì)超過允許的最大力砍毡。

”玻璃藥瓶非常具有挑戰(zhàn)性，“Freedman解釋道仲峡∧舾ぃ”每一個(gè)玻璃藥瓶都有完全不同的尺寸特性。爪手是專為潔凈室環(huán)境而設(shè)計(jì)的酵逾，尺寸公差非常明確胞饭。它們從藥瓶瓶頸的每一側(cè)進(jìn)入嫌变。需要確保不會(huì)劃傷或擠壓藥瓶，但要準(zhǔn)確地抓住它躬它，提供強(qiáng)大且足夠安全握力，這樣當(dāng)以全速快速移動(dòng)時(shí)藥瓶也不會(huì)改變东涡》胂牛“

SCARA機(jī)器人為集中式光伏設(shè)備裝配零部件

正如在許多DynamicAutomation的設(shè)備中所做的那樣，視覺技術(shù)在該醫(yī)療設(shè)備裝配中扮演著不可或缺的作用疮跑。

”很多時(shí)候组贺，這種產(chǎn)品所使用的托盤是一次性的，因?yàn)榭蛻舨幌Ｍê芏噱X在它們身上祖娘。它們是模制零件失尖，所以公差對我們來說太大，因而不能假設(shè)藥瓶都在爪手抓取的預(yù)期位置渐苏。這就是為什么我們使用一個(gè)視覺系統(tǒng)來定位產(chǎn)品（在本案例中是藥瓶）掀潮。

“在這種情況下，DENSO和康耐視通信越多琼富，技術(shù)越透明且更對用戶友好仪吧，不只是對集成商，對客戶也是如此翎噩，對業(yè)界也越好”Freedman說谷娇。“我會(huì)說我們的機(jī)器人應(yīng)用治弯，50%以上都集成了視覺功能灼鞋，而且這種趨勢還在增長》部”

視覺與機(jī)器人自動(dòng)化相結(jié)合孙悦，通常用于檢查。在這段視頻中巢驶，看看靈活的裝配機(jī)器人力浅、先進(jìn)的視覺能力和專業(yè)的集成是如何改善機(jī)器周期時(shí)間的。

太陽能光伏裝配

視覺在聚光型太陽能（CPV）裝置裝配機(jī)械中也扮演著重要的角色个滓。Freedman說叭痰，DENSOHS系列SCARA機(jī)器人由于其高精度裝配、集成了康耐視視覺導(dǎo)引并且占地小尼可，并選用于該應(yīng)用斥滤。

“最初，我們曾考慮過為該應(yīng)用建造定制的笛卡爾式機(jī)器人勉盅，”Freedman說佑颇，“但經(jīng)過詳細(xì)的成本分析，使用現(xiàn)成的SCARA機(jī)器人不僅可以省錢，還能夠以較小的占地需求提供更多的靈活性挑胸⊙魍玻”

SCARA機(jī)器人對集中式光伏設(shè)備進(jìn)行焊接和點(diǎn)膠

裝配組件包括頂部帶有高度聚光太陽能光伏電池的散熱器，電池所用的技術(shù)也用在太空中茬贵。電池的頂端是一個(gè)玻璃放大鏡簿透，用來聚集太陽光到電池上。

裝配線是為CPV制造商Emcore建造的解藻，全部裝配線包括三臺(tái)共計(jì)長30英尺的機(jī)器老充，每臺(tái)都帶有回轉(zhuǎn)分度盤板，總共用了12臺(tái)SCARA機(jī)器人螟左。機(jī)器人提供粘合劑來粘合電池和玻璃放大鏡片啡浊。視覺導(dǎo)引被用來精確地將玻璃放大鏡放置到太陽能光伏電池上，用于粘接胶背。電線被剝離扳辆、壓制，然后焊接到基底上结晒。蓋子鉚接在電線上成猴。

“有很多沖突控制編程是必須發(fā)生的，”Freedman說碎准√辗荩“有時(shí)有多達(dá)三個(gè)機(jī)器人同時(shí)工作在相同區(qū)域中，因?yàn)樗鼈兌际潜粐?yán)格定位的焚怨∥涠兀”

小零件裝配并不是在鎮(zhèn)上唯一的游戲。Freedman說铺描，隨著西海岸公司將目光投向汽車行業(yè)使义，他們越來越多地參與機(jī)器人汽車應(yīng)用。

“我們正在處理更大的組件蟆导，這涉及到更多的機(jī)器人安全問題燥及，”他說⊥苫停“我們加入RIA的一個(gè)原因是因?yàn)槲覀兿肱c這些不斷變化的安全需求保持一致派阱。而我們的客戶要求我們知道這些事情。我們一直致力于與我們的客戶合作斜纪，并努力去教育他們贫母。我們的許多從事生命科學(xué)的客戶使用機(jī)器人的時(shí)間不長。他們才剛剛開始參與進(jìn)來盒刚∠倭樱”

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