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UR机器人拧紧解决方案

UR3末端关节可以无限旋转,可以有效完成螺丝拧紧操作。e系列机器人内置力/扭矩感应功能,可以直接部署在螺丝拧紧应用中,无需使用昂贵的带扭矩控制功能的螺丝拧紧工具。优傲机械臂的可重复性低至+/-0.03毫米(30微米),是快速准确装配的理想之选。首先视觉系统拍照得到螺丝孔的位置,通过socket通讯将位置数据传输给UR机器人,UR机器人引导拧紧枪批头的插入到螺丝孔中;然后UR机器人发送给拧紧枪启动信号,拧紧枪转动到达指定的扭矩值;后拧紧枪反馈完成信号,UR机器人再返回到安全等待位置。UR机器人六关节的超高自由度,工作空间是一个完整的球体,可以满足发动机在各个方向拧紧螺丝的需求。

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产品简述
UR机器人可以代替工人进行24小时不间断的高负荷劳动,同时将产品质量控制在一个非常稳定的状态。本方案设计的目标是将拧紧枪的反作用力平均地分配到机器人的六个关节上,我们将从拧紧枪与机器人的安装方式、机器人底座安装方式和机器人软件设置等方面进行详细介绍,来指导客户如何克服拧紧枪的反作用力。通过实际测试,UR10可以实现的扭矩范围为120Nm
 
一、负载重量设计
1、在设计拧紧枪和工装夹具时,请UR提供公式计算出机器人最大允许负载,实际负载重量不要超过计算结果。
2、在机器人安装设置界面,务必要准确设置有效负载和重心。
 
二、拧紧枪与机器人法兰盘连接方式
工装夹具的设计原则让拧紧枪旋转轴与手腕3旋转轴方向垂直(如果两者安装方向平行,手腕3将承受来自拧紧枪的最大反作用力,极易报警),如需添加CCD,请注意机器人关节旋转时与CCD干涉问题。拧紧枪一般分为直头和弯头两种:
 
1.直头拧紧枪建议安装方式如下图所示:
UR机器人

2.弯头拧紧枪建议安装方式如下图所示:
UR机器人锁螺丝

三、机器人底座安装方式
 
1. 如果螺丝拧紧方向是垂直地面向下的情况,建议机器人底座倾斜45度安装,这样可以避免拧紧枪旋转轴和手腕2旋转方向平行(避免手腕2承受来自拧紧枪的最大反作用力),建议如下图所示安装:
优傲机器人
 
2.螺丝拧紧方向是平行于地面侧向的,且需要拧紧座椅两侧的情况。
 
优先考虑机器人底座侧装的方式(这种方式机器人在左右侧之间切换姿态比较自由),如下图所示:
UR机械臂
 
其次考虑机器人底座正装的方式,如下图所示:
优傲协作机器人

 
注意:机器人底座位置尽量与螺丝孔位处于同一水平高度。
 
四、IO信号连接
 
优傲机器人与拧紧枪通讯一般采用数字IO信号连接,优傲机器人也支持Ethernet、Profinet、Modbus tcp和TCP/IP协议,可根据实际需求而定。本方案采用的IO信号连接如下:
机器人IO输入信号:就绪、OK、NG
机器人IO输出信号:程序序号1、程序序号2、启动、复位
 
五、优傲机器人程序
 
机器人程序中,在启动拧紧枪旋转信号之前写入“wait is_steady()”指令,当is_steady()返还值为真时,优傲机器人可以接受外部更大压力或扭矩,如下图所示:
UR机器人代码
 
协作机器人拧紧方案结果
 
可以通过监控拧紧枪在拧紧瞬间,机器人各关节实时扭矩值,判断设计方案是否合理,各关节受到扭矩值越平均越佳。在机器人线程程序中,使用脚本“get_joint_torques()”得到机器人各关节实时扭矩值,可以保持记录各关节最大扭矩值(参考附件中的小程序)。
 
在使用UR10的众多拧紧项目中,测试中较为稳定的拧紧枪扭矩范围,最大可达120Nm。
 
大扭矩拧紧应用的领域:
▲ 汽车座椅拧紧
▲ 汽车发动机拧紧
▲ 汽车变速箱拧紧
▲ 汽车曲轴拧紧
▲ 新能源汽车电池组拧紧
配置丰富 应用广泛
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