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　　禾川S1系列SCARA機器人具有輕便互聯、靈活擴展、多協議支持等多重優點，本文重點介紹了S1系列SCARA機器人在充電樁槍頭內芯沖壓設備、伺服驅動器自動組裝線、磁組件(熱組件)自動裝配設備生過程中的應用情況。

　　文/浙江禾川科技股份有限公司

　　1　禾川S1系列SCARA機器人

　　SCARA機器人是一種應用于裝配作業的機器人手臂，擁有三個旋轉關節，常用于平面定位。作為一種常見的工業桌面式機器人，SCARA機器人具有高效、高精度、強可靠性的優點，因此被廣泛應用于分揀、裝配、搬運、檢測等多種工業場景中。

　　禾川S1系列SCARA機器人具有輕便互聯、靈活擴展、多協議支持等多重優點，是用戶在SCARA機器人中的不二之選(圖1)。

　　禾川S1系列SCARA機器人的性能特點有：

　　l 輕便互聯，免示教器

　　S1系列SCARA機器人開創性的采用移動端桌面示教控制模式，擺脫傳統笨重的示教器與控制線，應用調試更便捷;

　　l 客戶定制，靈活擴展

　　模塊式分部設計，強勁的產品延伸能力支持兼容市面上主流的通訊協議，支持I0擴展,外部軸擴展、編碼器輸入擴展、模擬量輸入/物出擴展;

　　l 多種協議支持，生態開放

　　機器人預留豐富接口，可通過TCP/IP、EtherCAT、Ethernet/IP、OPC UA、RS485/232以及Modbus等通訊協議與其他設備遠程交互;提供通用控制接口，與上下游自動化設備對接更快速方便;支持多平臺二次開發，幫助用戶快速實現多場景應用;

　　l 安全協作，碰撞保護

　　支持碰撞保護等高階安全功能。可以迅速檢測到碰撞發生，及時停機。避免人員受傷和設備損壞;

　　l 拖拽&桌面APP離線編程

　　手動拖拽示教機器人到對應點位，機器人自主記憶示教路徑;在離線編程款件加持下，實現程序即編即調，讓編程示教易如反掌。

　　圖1　禾川S1系列SCARA機器人

　　2 解決方案應用案例

　　(1)電槍內芯自動裝配設備

　　①產品介紹

　　隨著中國新能源汽車產業政策的推動和消費者環保意識的增強，新能源汽車市場迎來了爆發式增長，這也直接帶動了充電樁基礎設施建設的快速發展。充電樁作為新能源汽車能量補充的關鍵設備，其技術進步、分布密度以及使用便利性直接影響著新能源汽車的普及率和用戶體驗。

　　充電樁槍頭內芯是充電樁與電動汽車進行電力傳輸的關鍵部件，它通過物理連接實現高壓直流電的安全、高效傳輸。充電樁槍頭內芯沖壓設備通過沖壓機將鐵芯與塑料件壓合，壓合完畢后由直線電機將物料輸送至碼垛工位。SCARA機器人將物料依次放置到左右兩組碼盤。禾川充電樁槍頭內芯沖壓設備控制系統結構圖如圖2所示。

　　圖2　禾川充電樁槍頭內芯沖壓設備控制系統結構圖

　　②性能指標

　　l 精度：重復定位精度≤0.02mm;

　　l 節拍：單次抓放節拍低于2秒/每分鐘最快抓取31個。

　　③方案優勢

　　· 多工位機器人調度系統采用遠程I/O技術，實現對外部設備的無縫對接，從而使設備能夠直接指令機器人進行程序選項的選擇、執行的啟動與停止等關鍵操作;

　　· 機器人自帶4點碼垛工藝包，示教4個點位以及設置行數/列數機器人利用其內置的算法根據計算得出每個產品的精確位置，自動執行抓取和放置動作，完成整個碼垛過程。此過程可以高度自動化，提高效率并減少人工錯誤;

　　· 通過EtherNet/IP協議與上級控制器進行通信，充分利用了該協議在速度方面的顯著優勢，實現項目中所有控制點的靈活配置與實時調整，其強大的數據傳輸能力能夠高效地通過通信對機器人點位進行即時修改與優化，極大地增強了系統的響應速度與可操作性。禾川SCARA機器人自帶多種通訊工藝包，能夠滿足不同平臺之間交互通訊。

　　(2)伺服驅動器組裝搬運

　　①產品介紹

　　禾川伺服驅動器在多個領域都有廣泛的應用，并在物流設備、包裝設備、印刷設備、激光設備、機器人等領域中取得了用戶的高度認可。禾川伺服及電機能夠實現全自動化生產，自動化生產能夠減少人為因素造成的誤差，提高產品的穩定性與一致性，從而在根本上提升良品率并降低成本，增強了企業的市場競爭力。此外，自動化生產還能根據市場需求靈活調整產能，快速響應市場變化，為客戶提供更加可靠和高效的伺服解決方案。

　　驅動器自動組裝線的機器人抓取散熱鋁板、PCB板到指定工位，由機器人觸發相機進行缺陷拍照檢測，相機拍照定位對組裝位置進行補償，使散熱鋁板與PCB板貼合，隨后進行二次拍照，實現分揀。禾川驅動器自動組裝線結構圖如圖3所示。

　　圖3　禾川驅動器自動組裝線結構圖

　　②性能指標

　　l 精度：重復定位精度≤0.02mm;

　　l 節拍：每分鐘≥20pcs。

　　③方案優勢

　　· 自帶視覺工藝包，成熟的工藝包讓用戶可以更快地完成系統的部署和調整，從而縮短了從安裝到正式運行的整個調試周期。無需從零開始編寫復雜的視覺處理程序，通過簡單的配置和參數調整即可完成設置。讓用戶設定參數來構建視覺檢測流程，大大降低了使用“門檻”，使得非專業編程人員也能快速上手;

　　· 強大的多任務處理能力實現高效的控制和通訊，多核CPU同時處理多項任務，而不干擾主程序的運行進程，從而確保系統的穩定性和響應速度。

　　(3)空開磁組件高速碼垛應用

　　①產品介紹

　　熱磁式空氣開關通過結合熱元件和磁元件，實現了對電路的雙重保護：熱元件對持續過載情況進行響應，而磁元件則快速應對短路故障。這種設計既保證了電路在日常運行中的安全，又能有效應對突發的電氣故障，是電氣系統中不可或缺的安全保護裝置。磁組件(熱組件)自動裝配設備示意圖如圖4所示。

　　圖4　磁組件(熱組件)自動裝配設備示意圖

　　產品為空開中的熱組件和磁組件，線體前端產品組裝完成后流入后端檢測工位，搭配相機進行外觀檢測，檢測后由PLC發送產品狀態位，機器人判斷狀態位抓取產品進行良品碼垛或次品丟棄，最后抓取空盒回流前端，直至擺滿整個碼盤。禾川磁組件(熱組件)自動裝配設備控制系統結構圖如圖5所示。

　　圖5　禾川磁組件(熱組件)自動裝配設備控制系統結構圖

　　②性能指標

　　l 精度：重復定位精度≤0.02mm;

　　l 節拍：單次抓放節拍低于1.3秒/每分鐘最快抓取38個。

　　③方案優勢

　　· 自帶4點碼垛工藝包，示教4個點位以及設置行數/列數機器人利用其內置的算法根據計算得出每個產品的精確位置，自動執行抓取和放置動作，完成整個碼垛過程，此過程可以高度自動化，提高效率并減少人工錯誤;

　　· 支持拖動示教功能，不僅在操作上以及后續操作人員的維護上都大大降低了對技術人員的專業性要求，加強了操作員與機器人之間的直接互動，使得示教過程更加自然流暢，提升工作效率;

　　· 基于動力學模型，設計多種碰撞響應策略。不同于簡單的碰撞停止動作，優化后的碰撞回退功能能夠在檢測到碰撞時，迅速且平穩地沿原路徑后退，這種高階碰撞保護機制尤為重要，它能有效降低工作場所事故風險，保障操作人員的安全。