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为革命性的机器人掌握静电

2020-08-14 17:33
振工链
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为革命性的机器人掌握静电

通过使用带电的气球使头发悬浮来演示静电是一项经典的科学实验。但是,想象一下,如果您可以利用相同的静电吸附材料来处理像鸡蛋一样脆弱的材料,像柔软的织物一样脆弱的材料,或者以耐心地将耐克运动鞋的鞋帮组装成20倍的速度。机器人初创公司  Grabit孵化器位于加利福尼亚州桑尼维尔的硅谷心脏地带,  它利用Shibaura Machine合作伙伴TM Robotics的静电,机器学习和自动化功能来实现这一目标。

物料搬运是制造过程中劳动强度最大且最昂贵的方面之一,并且当处理多种不同的物料时,该过程无法实现自动化。组装一双耐克鞋需要堆叠和加热多达40件材料才能制成鞋面,即鞋面的柔性部件。对于人工而言,整理材料可能需要20分钟。但是,Grabit的技术使得机器在短短50秒内完成此操作。

尽管Grabit具有令人回味的名称,但它的材料处理发明并没有模仿许多机器人中存在的人类抓握动作。取而代之的是,启动公司利用静电(称为电粘附)来以机器人以前没有的方式处理材料。

电腐蚀的概念是由Grabit的联合创始人兼首席技术和产品官Harsha Prahlad博士在非营利组织SRI International中发现的。该工艺使用电极的平垫在表面上产生正电荷和负电荷。正确充电后,电极会产生几乎粘附在任何表面上的电场,从而使机器人机械手抓取正在处理的零件。

Prahlad和公司目前拥有36项与电胶粘剂相关的单独专利,已颁发,正在申请,已授予和申请的专利总数为75。但是,在确定材料处理量占制造劳动量的60%至80%之后,他决定它应该是他应用该技术的第一个应用程序。自2013年Grabit成立以来,耐克公司对该公司进行了投资,后来成为购买其物料搬运机器人系统Stackit的首批客户之一。借助Stackit,耐克仅需八个小时的班次就可以生产600双鞋。

新系统最终将能够组装精确的图层,例如在耐克鞋面中发现的图层,速度是人类的二十倍。它的投资回报期仅为两年。

Stackit的创建始于2015年夏天,但在制造过程开始之前,该公司需要选择合适的机器人来安装革命性的电粘附式夹具。一位日本电路板制造商的客户曾经看到过Shibaura Machine的机械臂用来安装其中一个夹具的情况,因此Grabit感兴趣的是,该机器人制造商的机器如何被用作Stackit开发的更大部分。

Grabit总裁兼首席执行官Greg Miller解释说:“选择错误的机器人可能会对系统的整个设计产生不利影响。” “我们团队的两名成员已经在机器人设计方面拥有丰富的经验,并且都参与了几款SCARA机器人的开发  。对工业机器人的先前了解使我们能够在与任何制造商联系之前微调我们的要求。”

在选择了少数潜在的机器人制造商之后,Grabit计划进行广泛的测试和选择程序,以检验每个机器人的潜力。Prahlad解释说:“该过程考虑了几个因素。” “由于Stackit的应用非常广泛,我们需要一个具有较大覆盖范围的机器人,而该机器人又不会失去耐克公司所要求的精确材料处理应用(例如耐克的鞋子)所需要的高精度。而且,由于Grabit的电粘附夹具如此之大,因此机器人需要能够承受较大的惯性矩并提供精确旋转的能力。”

尽管最初令人兴奋,但该公司试用的现成的Shibaura Machine机器人仍未达到Grabit的要求。

“达到Stackit的'快20倍'的生产率目标在很大程度上取决于夹具的惯性,并确保机器人的稳定时间保持准确。但是机器人还需要足够快地移动,以为客户提供我们想要的周期时间。” Prahlad解释说。“显而易见,没有标准的机器人可以满足我们的每一项要求。”

在具有竞争力的价位上找到可定制的机器人非常困难,但是制鞋和服装行业的制造受成本驱动。加上许多制造国劳动力价格低廉带来的进一步财务压力,Grabit需要一款经济高效的机器人。这是Shibaura Machine在美国和欧洲的分销商TM Robotics在该项目上真正证明其价值的时刻。

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