提高ABB机械手运行效率

提高ABB机械手运行效率
摘要ABB机械手是北京卷烟厂成品烟库自动化物流系统的核心组成部分之一，是保证车间正常生产及物资按时按质输出的关键，一旦此环节异常将造成整体物流的滞塞。

因此其运行效率的高低直接影响着整体自动化物流的速率。

由于ABB机械手的调试都是制式化的，一些差异性问题及具体化矛盾随着设备投入生产逐渐产生，整体物流效率虽然相比以往的传统工作模式已有本质的飞跃能够满足当前需求，但是并没有达到最佳运行效率，对企业未来的发展是一个潜在制约点。

因此如果想要进一步提高自动化物流的效率，ABB机械手能够因地制宜的达到最优化运转和最大化的运行效率是关键点。

本文旨在通过有针对性的优化一些设备细节，探讨如何提高ABB机械手运行效率。

关键词ABB机械手；运行效率；RAPID程序
1 工具吸附力不足造成的影响
1.1现象描述
在日常生产过程中，ABB机械手通过安装在第六轴的抓取工具使烟箱能够伴随机械手运动到指定位置。

ABB机械手每天单台次需要完成至少2000次搬运任务，在搬运的过程中如果抓取不稳造成烟箱掉落则会导致ABB机械手停机。

通过查阅掉烟停机记录发现，操作人员平均处理一次此类故障的时间约为5分钟，并且在排除烟箱质量和封装等因素造成的掉烟停机偶发事件后，统计结果表明由于工具吸附力不足造成的掉烟故障报警每台次ABB机械手多达10次/天并且存在连续性掉烟的现象，停机时间比重达到4%。

因此工具吸附力不足是影响ABB机械手运行效率的因素之一。

1.2吸取原理介绍
ABB机械手在得到拾取信号后打开空气阀门向吸盘中的空气导管吹入正压风。

正压风经过导管内层通道被推送进连接在吸盘外部的一个中间镂空的圆柱体装置。

此装置对正压风进行疏导，模拟出类似龙卷风的气流循环从而使装置内部镂空部分压强倍数小于大气压强。

这样在烟箱与吸取面贴紧后通过虹吸原理，由导管外层通道将吸盘内部相对镂空处压强较高的空气导出从而产生真空吸附力抓取烟箱。

1.3解决措施
首先，我们检查气路发现吸盘的海绵接缝处存在一些横切裂纹。

海绵裂纹处在ABB机械手进行抓取烟箱时被拉扯形变使得烟箱和吸盘贴合不密切造成吸力减弱。

于是我们更换了新的海绵吸盘并且在海绵连接处加注一层密封胶。

虽然在更改完成后掉烟故障有所减少，但是在烟箱封装正常的情况下连续性掉烟故障仍然存在。

为了彻底解决问题，我们拓展思路将焦点转移到负压力产生的环节。

当
再次出现连续掉烟的情况后，我们对吸盘的吸附力进行了细分化测量。

测量结果显示，吸盘不仅整体吸附力出现明显下降，并且同一块吸盘不同位置的吸附力出现不平均的现象。

于是，我们对吸盘进行了全面的拆解发现导气管的外层管壁两个吸放气阀门处附着有大量的粉尘颗粒。

我们通过实验发现，粉尘颗粒堆积足以降低气阀关闭后的气密性，使得虹吸作用受到影响造成吸盘整体吸附力下降。

并且由于虹吸阀门与两个放气阀门的排列关系，虹吸口所在的三分之一区域内的气压能够总是保持正常值但是其他两个区域则明显降低造成烟箱倾斜式掉落。

我们在现有条件下尝试通过两种途径解决这类问题。

一方面，我们通过修改程序，延长ABB机械手自清洁时间。

在程序段中找到控制ABB机械手关断吹气的条件触发语句：
TriggIO trBlowOff，100＼start＼GOp：=goBlowOn，0；
其中，数字100为关断延迟时间。

，我们通过实际测算将关断时间延长到200，这样既不影响下次抓取产生真空的过程又能够多出一倍的自清洁时间进行放气阀门除尘。

另一方面，我们通过改变吸盘排列顺序使得吸力能够被动互补达到吸取要求。

因为每两个吸盘组成一个抓取单位吸取一箱烟，所以我们将现有的两个虹吸口一字式排列改为对角式排列。

这样的排列确保在其中一个吸盘出现吸力不均匀的时候，另一个能够进行弥补从而达到稳定抓取的效果。

在对抓取工具进行全面优化后，再没有烟箱掉落的现象发生，并且延长了抓取工具除尘保养的周期。

因此我们的解决措施提高了ABB机械手的运行效率。

2 机械手返回初始点功能不完善和操作繁琐造成的影响
2.1现象描述
当ABB机械手执行搬运任务的过程中由于烟箱质量缺陷或者箱皮吸合面与烟箱本体出现分离现象，ABB机械手会自动强制停止运动并警告人工介入处理。

在这种情况下，操作人员需要手动对其进行关断抓取动作并且当ABB机械手工具处在安全设定区域外时还需要手动完成返回初始位置的动作。

经过测算，操作人员每次需要对示教器进行至少十二步操作最快3分钟才能完成，造成ABB机械手运行效率的降低。

2.2解决对策
2.2.1优化回复初始位置程序
ABB机械手在设计之初是以28件烟垛型和30件烟垛型两种运行模式进行程序限定的。

当执行30件烟垛型任务时，烟箱均为直立码放，高度几乎与ABB 机械臂的关节极限位移相近；执行28件烟垛型任务时，由于上部8件烟横放所以高度比30件烟垛型要低。

因此ABB工程师以30件烟垛型为基础，仅将拾取站台侧的90度范围区域设定为了安全区并且禁止ABB机械手在码垛区自动回到
初始位置以避免撞烟。

但是目前我厂只在运用28件烟垛型，这个自动回到初始位置的区域对此种垛型就显得过于狭小，所以我们可以通过放大安全区域和简化码垛区域操作两种手段来对回复初始位置程序进行优化。

1）增大程序中极限数值的限定
当ABB机械手执行PP TO MAIN指令后，会在程序中调取坐标数值比对语句对当前坐标值与三维坐标系X、Y、Z极限值进行比较。

我们利用ROBOTSTUDIO软件在MainModule程序中查找到返回初始点的RHOME程序块，将其中设定极值的语句段进行更改，如下图2所示：。