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优化搬运设备操作中的动力学任务考虑与工件附加值

【摘要】:在抓取操作之后,下一步是检查机械手和工件的移动情况,因为不同的加速度可能会影响工件和机械手。除了重力外,动力学导致力因运动而产生,还需要被机械手承受。此外,还应考虑动力学任务的环境条件和工件定向状态。表4.1运动学任务的基本影响在搬运设备的单元中集成其他组件可以产生增加工件附件值的新的可能性。这意味着子功能的布局或配置不仅对操作至关重要,而且对符合与动力学任务相关的重要环境条件也至关重要。

在抓取操作之后,下一步是检查机械手和工件的移动情况,因为不同的加速度可能会影响工件和机械手。除了重力外,动力学导致力因运动而产生,还需要被机械手承受。因此,为了在设计机械手时做出最有效的决策,我们还依赖于所使用的上下料设备及其性能。另外,了解机械手参数和工件是选择上下料系统的重要设计因素。在自动化解决方案的开发阶段,在机械手结构、整体单元布局、物流和运动学选择之间来回进行迭代过程。此外,还应考虑动力学任务的环境条件和工件定向状态。

这个创造性的过程对于自动化解决方案的经济性至关重要。解决方案中涉及的主要成本因素会在此过程中定义。具体工件吞吐量可以由单位时间内可加工的工件数量确定。

物流或所需的系统性能确定了自动化解决方案的节拍时间,从而确定了其经济性。每小时自动化系统的输出最终定义了经济效率和缓存。生产公司的管理层决定了投资决策的标准,目的是使自动化系统在其产品生命周期内盈利,或者将解决方案的其他方面置于经济效率之上。

总的来说,目标是在生命周期结束之前就对投资进行再融资,从而降低由于自动化而导致的单独设备的成本。

然而,除了更频繁地考虑经济因素外,工序的自动化也在不断发展。可重复的部件、卫生因素或工作场所安全也可以激发对使用搬运设备的研发。

除了前面讨论的工件参数和由此产生的机械手组合之外,还会在运动学任务中生成额外的环境条件。这些环境条件是指环境中存在的限制或要求,这些限制或要求是应用的特征。这可能是某项任务在进行详细技术说明之前已经无法满足经济效率的限定。某些环境条件通常与经济效益有关,因为与传统自动化解决方案相比,卫生或清洁选择方面的极高标准很容易导致成本增加30%以上。

另外,运动本身的特征是空间条件、所选的搬运系统和应用在运动序列方面产生的要求之间的结合。除了要执行任务的加工区域外,可以实现的位置精度对于系统的可行性至关重要。

表4.1中的环境条件和特征仅描述了自动化解决方案中要考虑的主要标准。如第3章所述,传感器技术和机械手设计所提供的各种可能性的不断增加,已经为机器制造商和集成商提供了广泛的解决方案。基本上,这些方案可以包括软件和硬件元素。现代解决方案绝不是纯机械的。硬件元件通常由电子部件组成,如摄像机。第三维度中添加的另一个因素是要解决的单个任务,这可以从简单地更改工件的预定状态到包括相关数据收集在内的质量控制过程。将工件组装到模块中需要额外的工序,例如使用螺栓连接技术。

表4.1 运动学任务的基本影响

在搬运设备的单元中集成其他组件可以产生增加工件附件值的新的可能性。

搬运设备负责解决方案各个组件之间的空间连接。除了相机技术、控制和机器人单元中的硬件组件外,机械手和工件还代表着硬件元素的主要部分。软件使某些功能成为可能,如工件检测所需的功能。然后与机器人结合,创建特定的应用程序APP。例如,如果单个工序所需的时间过长(例如质量测试),可以通过改变抓机械手来更好地利用机器人的能力进一步增强这些解决方案。

此“APP”仅在特定范围内起作用。这意味着子功能的布局或配置不仅对操作至关重要,而且对符合与动力学任务相关的重要环境条件也至关重要。

在图4.1中,硬件和软件之间的关系在一个象限中描述。摄像机时代的硬件需要一个特定的图像处理软件。这两个组件都是装配应用的关键因素,因为在装配过程开始之前需要检测工件。

图4.1 用于搬运设备的应用程序来自一系列可用的硬件和软件解决方案