瑞士鐘錶業以「Swiss Made」(瑞士製造) 品質標籤維護其鐘錶的傳奇聲譽。只有透過快速、準確的自動化設備才能達到這個品質標準。這促使 Amax Automation AG 研發出了多功能碼垛機,帶有機器人和擷取系統,例如 Festo 的隨裝隨用型三角運動裝置 EXPT。
根據調查,如果手錶帶有「Swiss Made」(瑞士製造) 品質標籤,世界各地的消費者願意多付 50% 的價格購買手錶。根據瑞士議會的立法,該標籤還表示,就生產成本而言,這些高級手錶中有 60% 零件以上必須在瑞士製造。
這就是瑞士鐘錶業在瑞士進行越來越多的鐘錶零件生產步驟的原因之一。另一個原因是,薪資成本的上漲使低薪資國家的供應商越來越缺乏吸引力。隨之而來的是,事實上這些國家通常無法達到複雜手工製作零件所需的可重複性。由於將精密沖壓零件作為散裝材料處理,因此也品質損耗。這導致更多的浪費和更高的清潔成本。
透過在本國市場生產,瑞士鐘錶業得益於更快、更短的運輸路線以及更簡單的生產控制。由專業機械製造商 Amaz 提供的碼垛機可確保零件的精確分類和沖壓,以進行進一步的處理,例如電鍍、噴漆、轉印和組裝。每個錶款和每個品牌的高精密零件都不太一樣,而且非常薄,厚度在十分之一公釐的範圍內。
多功能碼垛機非常靈活且快速。每分鐘處理 120 個零件,可以在六個不同的格子托盤或兩個不同的 JEDEC 托盤中放置最多 11 個不同的小零件。透過使用控制面板和軟體進行演示,可以輕鬆為針對其他零件來設定機器。該流程的後續步驟要求將零件高度準確地放置在托盤中。零件必須始終朝上放置在托盤中。兩個整合的視覺系統和專門開發的旋轉系統可確保僅放置正確定向的零件。
然後開始進行實際的碼垛流程。智慧視覺系統 SBO.. - Q 檢測手錶零件在輸送帶上的位置,並將其傳送給兩台三角運動裝置 EXPT。三角運動裝置使用專門開發的真空吸盤從輸送帶上擷取零件,然後根據應用程式將它們放置到格子托盤或 JEDEC 托盤中。這個流程不像聽起來那麼簡單。由於小零件很輕,所以氣流很容易改變它們在皮帶上的位置。而且,它們過於薄,以至於真空吸盤只能分辨零件和皮帶。因此,要實踐可靠的生產,就需要一種能夠提供高度精準且一致運動順序的擷取系統,該順序不會影響零件在皮帶上的位置,但能可靠地抓住它們。「這就是使用適當的機器人技術至關重要的原因」,Amax 總經理 Rolf Wirz 解釋道。
「很明顯,只有具有三角運動機構的機器人才能實踐擷取工作區域中小零件所需的必要靈活度與速度」,Wirz 繼續說道。「我們長期以來一直關注 Festo 三角運動裝置 EXPT,但直到現在還沒有適合的物件。決定因素包括最佳的成本效益比,以及我們已經與瑞士 Festo 成功合作多年的事實」,自動化專家 Wirz 解釋道。
Wirz 說道:「Festo 要根據其在氣動自動化方面的經驗來開發真空吸盤系統。」 這需要大量的專業知識,因為在正確的時間為吸附和噴射脈衝產生適量的真空並不容易。「Festo 可以提供氣動和電氣自動化技術,這很有利,而且我們能夠使用真空吸盤系統和機器人來建立離散的開發方案。這也減少了介面數量並降低了相關成本」,Wirz 談論與 Festo 合作的好處時說道。
但是,將 Festo 三角運動裝置在碼垛機中投入使用之前,需要進行大量的驗證測試。「因此,我們在德國總部的應用程序中心向我們的同事尋求支援」,瑞士 Festo 的小零件擷取和電子行業銷售工程師 Daniel Minger 說道。為了實踐每分鐘 120 個循環,將需要兩個三角運動裝置:第一個將從輸送帶上擷取儘可能多的零件,而第二個將擷取其餘部分。帶有整合 PLC 的 Festo 視覺系統將控制兩個三角運動裝置。至少理論上是這樣。
但是,實際上情況有所不同:對於複雜的應用程緒,螢幕模擬通常不夠。在這種情況下,需要在 Festo 應用中心進行測試。在實際條件下,使用客戶提供的零件對操作系統的循環時間和重複精準度進行了測試,並使用 Festo 的高速攝影機記錄了動作。因此,軟體和硬體可以精確匹配。
針對 Amax 碼垛機,托盤中的放置精準度尤其關鍵。因此,應用程序中心的實驗室條件對於分析三角運動裝置的準確度和後續放置時間、開發適當的軟體演算法並對其進行優化以獲得所需週期時間是一種理想方式。
Festo 以完整隨裝隨用型系統的形式提供了兩個三角運動裝置 EXPT,該系統配有裝於適合控制櫃中安裝的機器人控制器 CMXR 和馬達控制器 CMMP-AS。這些元件由智慧精巧型視覺系統 SBOI... - Q 補足了最後一塊拼圖,該系統可以光學檢測輸送帶上的零件並將位置資料發送給機器人控制器。還提供了其他隨裝隨用型擷取系統,用於更換托盤。電缸 ELGR 向前推動托盤,然後氣缸將其抬起並夾緊。電缸 EGC-HD 以其剛性和精度而著稱,可以水平移動機械真空吸盤。該吸盤系統一次可提起多個零件,旋轉 90° 後將其放置到格子托盤中。垂直運動由電缸 EGC 執行。Festo 直接在機器上安裝經過完整組裝和測試並提供功能保證的隨裝隨用型系統解決方案。「我們利用 Festo 自動化專家的工程知識,在整個過程中節省了大量時間,尤其是在測試和調試期間。」Rolf Wirz 說道,強調了 Festo 提供的全面服務範圍。
「透過我們的客製自動化解決方案,我們經常挑戰技術知識和可行性的極限。我們希望我們的合作夥伴對創新充滿熱情,願意與我們一起面對新的挑戰並開發新的應用程式。我們在 Festo 找到了這樣的合作夥伴。」Wirz 說道。Amax 總經理說道:「三角運動裝置 EXPT 只是眾多例子中的一個,表明 Festo 如何為我們提供創新的產品,使我們能夠在市場上取得成功。」 Wirz 認為,Festo 三角運動裝置的效益極具吸引力,使得三角運動技術在從前只有 SCARA 機器人的條件變得可行。其優點包括:移動幅度低、位置便利,同時還具有較高的系統剛性,因此重複精準度高。
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