iQ 運(yùn)動控制使注塑機(jī)和機(jī)器人更加緊密地結(jié)合在一起

中國注塑網(wǎng)

如果注塑機(jī)和機(jī)器人協(xié)調(diào)它們的運(yùn)動順序，這將在許多應(yīng)用中縮短周期時間。ENGEL 的 iQ 運(yùn)動控制現(xiàn)在允許可靠的早期啟動與全自動優(yōu)化的運(yùn)動規(guī)劃相結(jié)合。自 2021 年 10 月以來，該輔助系統(tǒng)已成為所有新型 ENGEL viper 線性機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)套件的一部分。

當(dāng)運(yùn)動和諧地交織在一起時，就會產(chǎn)生流暢的運(yùn)動。只有這樣，它們才是經(jīng)濟(jì)和高效的。每個活的有機(jī)體都掌握了不同肢體的這種勞動和時間效率的相互作用——而在這方面，機(jī)器人或自動化機(jī)器和過程的好壞取決于人類通過系統(tǒng)控制對其進(jìn)行編程。

在注塑成型單元中，有許多不同的可移動“肢體”。其中一些關(guān)鍵還決定了注塑工藝的周期時間。其中包括拆模機(jī)器人的進(jìn)出動作，以及模具的開合時間。說明當(dāng)移除機(jī)器人僅在注塑模具完全打開時才開始移動時，浪費了大量的周期時間。

為了在生產(chǎn)單元中實現(xiàn)流體運(yùn)動，ENGEL 始終關(guān)注整個注塑單元以及注塑機(jī)和機(jī)器人運(yùn)動的相互作用。如果 ENGEL 提供整個生產(chǎn)單元，從注塑機(jī)到自動化和其他輔助設(shè)備，再到單一來源的工藝工程，單元的所有組件都訪問相同的控制平臺和相同的數(shù)據(jù)庫，從而為較短的總周期時間提供了最好的先決條件。

由于注塑單元本身無法控制這些相互嚙合的平行運(yùn)動，因此操作員必須通過中央控制面板或移動手持單元指定運(yùn)動。他必須對機(jī)器人進(jìn)行示教——指定插入運(yùn)動的路徑、速度和加速度?！癷Q 運(yùn)動控制”輔助系統(tǒng)將這種教學(xué)工作減少到點擊幾下。

優(yōu)化的運(yùn)動規(guī)劃可節(jié)省周期時間

線性機(jī)器人通常從一個點移動到另一個點。這些單獨的點是在教學(xué)期間指定的。工廠操作員手動確定軌跡并指定許多點以優(yōu)化路徑（圖 1）。

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圖 1。iQ 運(yùn)動控制采用優(yōu)化的運(yùn)動規(guī)劃（右）運(yùn)行。路徑是作為一個整體計算的，而不是由單軸運(yùn)動的近似定位生成的。

在 iQ 運(yùn)動控制功能（標(biāo)配新的 ENGEL viper 系列線性機(jī)器人）中，已經(jīng)實施了優(yōu)化的運(yùn)動規(guī)劃。線性機(jī)器人計算其路徑，因此需要設(shè)置的參數(shù)或示教位置顯著減少。[size=1.125]這顯著縮短了注塑工藝的周期時間以及設(shè)置時間和示教所需的時間（圖 2）

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圖 2。并列說明了 iQ 運(yùn)動控制在縮短周期時間方面的巨大潛力。

iQ 運(yùn)動控制是 ENGEL 智能輔助系統(tǒng)系列中的最新產(chǎn)品。為了給用戶帶來最大的利益，輔助系統(tǒng)的操作必須非常簡單。[size=1.125]因此，iQ 運(yùn)動控制也有一個直觀的對話框，其中包含用于設(shè)置移除的所有可用選項[size=1.125]（圖 3）[size=1.125]。

圖 3。直觀的用戶指導(dǎo)是智能輔助系統(tǒng)被接受和成功的先決條件。

三步優(yōu)化運(yùn)動規(guī)劃

為了在進(jìn)入過程中規(guī)劃機(jī)器人運(yùn)動，使其在模具終止其打開運(yùn)動時精確地到達(dá)取出位置，必須考慮某些背景條件：首先是用戶設(shè)置的參數(shù)，例如位置和線性間隙，以及模具的運(yùn)動；另一方面，速度、加速度和其他參數(shù)的機(jī)器人特定閾值。

確定最佳進(jìn)入運(yùn)動需要以下步驟，這些步驟在 iQ 運(yùn)動控制激活時自動處理：

• 確定最佳軌跡時間：以上一個循環(huán)為基礎(chǔ)，測量從到達(dá)設(shè)定的早起位置到開模的時間。
• 這個時間段 tF, opt 對應(yīng)于機(jī)器人的軌跡時間，使機(jī)器人和模具同時到達(dá)各自的終點位置。
• 計算可能的最短機(jī)器人軌跡：各個軸和操作員定義的線性間隙的機(jī)器人特定運(yùn)動學(xué)限制（最大速度、最大加速度等）可用于計算機(jī)器人軌跡。這里，軌跡時間 tR,opt 是考慮到特定邊界條件可以實現(xiàn)的最短可能軌跡時間。如果提前啟動功能被禁用，則使用該軌跡；機(jī)器人利用其極限執(zhí)行插入運(yùn)動。
• 縮放軌跡：在開啟提前啟動功能的情況下，應(yīng)保證機(jī)器人運(yùn)動的軌跡時間 tR,opt 大于或等于確定的最佳時間 tF,opt。如果無論如何都是這樣，那么由于機(jī)器人的限制，它不可能與模具同時到達(dá)目標(biāo)位置。然而，如果 tR,opt < tF,opt，機(jī)器人將接近模具。為了避免這種情況，對軌跡進(jìn)行縮放，以便滿足條件 tR,opt = tF,opt。
  

該功能可補(bǔ)償任何長期影響，例如冷熱機(jī)器運(yùn)行行為的差異、溫度影響等。

希望早日開始并得到支持

在現(xiàn)代系統(tǒng)中，如果在打開模具時必須等待機(jī)器人進(jìn)入拆卸區(qū)域并脫模，則循環(huán)時間也會不必要地延長。由于采用集成控制系統(tǒng)，ENGEL 注塑單元中的機(jī)器人可以直接訪問機(jī)器數(shù)據(jù)，例如開模行程和移動模板的位置，機(jī)器人和機(jī)器執(zhí)行協(xié)調(diào)運(yùn)動，理想情況下，同時分別在取出位置和開模位置取出。在這種情況下，周期不會因機(jī)器人的進(jìn)入而延長。

借助 iQ 運(yùn)動控制可以縮短循環(huán)時間，因為模具不必等待機(jī)器人。這是因為機(jī)器人在進(jìn)入過程中不必等待完整的開模行程，由于已經(jīng)熟悉的“早期啟動”功能，可以提前進(jìn)入機(jī)器區(qū)域，該功能完全集成在機(jī)器中。軟件。

設(shè)置對話框顯示基于機(jī)器人和機(jī)器設(shè)置參數(shù)的早期啟動位置建議。這使得經(jīng)驗不足的機(jī)器操作員也能有效、可靠地利用輔助系統(tǒng)的優(yōu)勢。

通過密集的數(shù)據(jù)交換實現(xiàn)多級可靠性

盡管很早就進(jìn)入機(jī)器區(qū)域，但可以肯定地排除機(jī)器人和移動半模之間的碰撞，因為 iQ 運(yùn)動控制采用兩級安全網(wǎng)運(yùn)行。如果發(fā)現(xiàn)與計劃的模具運(yùn)動存在偏差，則第一階段會在早期階段糾正機(jī)器人運(yùn)動。第二階段確保機(jī)器人在發(fā)生異常情況或緊急停止時能夠在與模具接觸前及時制動。

由于機(jī)器人知道可移動安裝板的確切位置，因此如果有這種碰撞威脅，它也會停止。通過這種方式，由于集成系統(tǒng)解決方案的公共控制系統(tǒng)內(nèi)的直接數(shù)據(jù)交換，可以可靠地避免由于不可預(yù)見的錯誤位置或錯誤設(shè)置而損壞模具和夾具系統(tǒng)。

誰從中受益？

通過 iQ 運(yùn)動控制，即使是具有簡單移除運(yùn)動的過程也可以很容易地進(jìn)行優(yōu)化。由于機(jī)器必須執(zhí)行特別大的開模行程，因此生產(chǎn)深注塑件（例如具有長型芯的外殼組件、盒子或容器）的用戶尤其受益。

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如果機(jī)器人在開模運(yùn)動期間已經(jīng)進(jìn)入模具區(qū)域，則可以縮短循環(huán)時間。對于長芯的零件，如盒子，效果特別大。

為了挖掘潛力，ENGEL 使用 viper 12 線性機(jī)器人進(jìn)行了測試。開模行程為 490 毫米，動模安裝板的最大速度為 1465 毫米/秒，總循環(huán)時間為 15 秒。機(jī)器人早期啟動在模具位置 303 mm。發(fā)現(xiàn)等待時間大大縮短（圖 5）

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圖 5。試驗證實，iQ 運(yùn)動控制和早期啟動大大減少了等待時間。

等待時間是指從模具運(yùn)動完成到夾具進(jìn)入模具空間的階段結(jié)束所經(jīng)過的時間。它直接構(gòu)成循環(huán)時間的一部分，因為在此時間跨度內(nèi)模具被機(jī)器人擋住。總循環(huán)時間為 15 秒，假設(shè)連續(xù)運(yùn)行 24 小時，使用 iQ 運(yùn)動控制和早期啟動，每個型腔每天可以生產(chǎn) 236 個零件，而不是順序三點移除（圖 6）。

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圖 6?？s短的循環(huán)時間導(dǎo)致顯著更高的輸出源。

iQ 運(yùn)動控制的使用與注塑機(jī)類型和拆卸類型無關(guān)。輔助系統(tǒng)會自動適應(yīng)相應(yīng)的拆卸方案。這包括垂直和（在無拉桿機(jī)器的情況下）已知結(jié)構(gòu)變體的水平移除，以及在縱向結(jié)構(gòu)的情況下在操作員側(cè)、非操作員側(cè)和端側(cè)的沉積。

此功能將不再是唯一旨在實現(xiàn)機(jī)器和機(jī)器人之間更緊密相互作用的功能。[然而，iQ 運(yùn)動控制是 ENGEL 的第一個由機(jī)器機(jī)器人組成的輔助系統(tǒng)。

避免振動

由于突出的運(yùn)動學(xué)，線性機(jī)器人系統(tǒng)地傾向于振動。得益于 iQ 振動控制，ENGEL viper 系列機(jī)器人的智能運(yùn)動可防止意外偏轉(zhuǎn)。因此不再需要運(yùn)動結(jié)束時的等待時間。iQ 運(yùn)動控制更進(jìn)一步。由于平滑的四倍恒定運(yùn)動不會激發(fā)振動，因此不會因大振動的補(bǔ)償而導(dǎo)致循環(huán)時間損失（圖 4）。

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圖 4。機(jī)器人軸的平滑運(yùn)動曲線示例。機(jī)器人軸的振動也會延長循環(huán)時間。

fatmjzil

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注塑機(jī)廠家

不錯不錯，樓主您辛苦了。。。

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