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本物の高速性を追求したHSR

HSR系列,完全满足“快速启动”、“维持高速”、“精确停止”这3大条件。
控制系统事业部技术企划部产品企划室的成员们一直以来都在精益求精地钻研现场所要求的机器人的性能,
这一系列就是他们研发出来的。
我们对泽田洋祐室长进行了采访,了解了开发项目的整体情况。

控制系统事业部 技术企划部产品企划室室长 泽田 洋祐

不再关注最高瞬时速度,而更注重每分钟的工作量

HSR(水平多关节机器人)是一款轻量化和刚度都得到了强化的新型高速水平关节型机器人,其高速性前所未有。泽田洋祐作为产品企划室的室长领导着该产品的企划团队。“机器人的性能仅凭产品目录上的规格数值是难以全部涵盖的”。说实话,物理公式计算出来的数据很漂亮,但真正将机器人导入到现场实际操作起来的话,在动作上还是存在差异的。
能够持续高速工作、精确停止――当时对工厂内机器人的控制性能有这样的需求。泽田等决心一改一直以来受到行业重视的“最高瞬时速度”的观点,推进注重“CPM(Cycle Per Minute)=每分钟的工作量”的开发,摆脱速度竞争。这是一个大胆的决定,却也是认真面对顾客购买后的困惑而做出的诚挚决定。

认为“动作”最为重要,从控制视角进行设计开发

一般来说,高速运转的机器人工作一定的时间后,电机发热,作业精度会降低。泽田等的目标是要开发出即使在那种情况下也能高速地“持续工作”的机器人。一切都是为了制造能够让顾客放心购买、操作性能稳定的机器人。但是,要想实现这一目标,需要有能够准确操纵机械臂动作的控制设备。通常,机器人的开发都是从机械设计着手,确定结构后再转入控制设计阶段。这次,彻底改变了开发流程。通过控制设计确定了理想的机械臂前后动作。“我们认为‘如何动作’决定作业的质量,因而从控制视角进行了开发”泽田如是说。成员们也都表示同意,控制设计完成后,确定了适合机器人动作的机械臂的结构。

强化轻量化和刚度,
通过相冲突要素的两立实现高速动作

开发过程中,在泽田等的面前横亘着许多必须要逾越的障碍。其中最大的障碍就是轻量化和刚度强化的两立。这是一款让2个相冲突要素两立的设计。而且,由于连续运转会使电机发热,因此也要考虑散热性。“要想使机械臂重量轻,就要将大容量的电机集中放在基座单元部,而不是臂部。为了在保证轻量的基础上提高刚度,修改了机械设计。高速转动的电机使基座单元部容易堆积热量,因而采取了各种对策,比如高效传热散热等”。成员们通过在电脑上做模拟实验,解决了这些课题。

公司积累了专业知识。
通过自制化提高质量,实现差异化

泽田等完成了以“CPM(Cycle Per Minute)= 每分钟的工作量”能力为最大特点的HSR系列的开发。这其中凝聚了DENSO WAVE特有的知识见解,这一点也不容忽视。一直以来,机械臂和控制器都是DENSO WAVE自制的,开发团队的成员对机械臂的特性(质量特性和惯性等)掌握的一清二楚。因此,在开发过程中能够事先预测机器人会发生的现象并采取对策,明确描绘出将对策链接到提高生产力的愿景。比如说,在振动方面,通过完善在振动发生前控制动作的机制,可准确平息振动,迅速转到下一个动作。这样有助于提高生产循环时间。

对于在汽车之外的行业,也站在用户的角度进行开发

想要为导入机器人的顾客排忧解难,开发团队出于这样的心愿,一直努力于提高规格参数值。现在,HSR系列已经研发完成,泽田等又迈开了挑战新领域的步伐。“不仅是一直以来以之为目标的汽车和电器行业,也将在食品、医药品、化妆品领域包装工序中的应用纳入视野。另外,还想让HSR与这三种行业 已经在使用的产品传送带跟踪功能(机器人配合传送带的移动而动作的功能)配套使用,使生产线更加畅通无阻”。而且,除了高速性之外,泽田等也想同样重视操作性。“示教器的操作界面根据认知工程学而开发,彻底追求易用性,我们今后也将会为实现用户零压力操作性做出贡献”。
 

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