Fraunhofer制造工程和自动化研究所(IPA)研发的“pitasc”软件工具允许通过单独的程序模块对机器人进行带力调节的编程。该研究所和万可的一个联合研究项目证明了DIN导轨自动安装应用的可能性。

　　一个轻量级的机器人用它的双指抓手拿起一个塑料部件，将其引导到要连接的部件上，并能使用带有力调节的倾斜运动将其牢牢卡住。如果安装应用需要重新配置，就不需要对机芯重新编程。编程是针对工件的，力的调节允许对部件和位置的公差进行智能补偿。

　　Fraunhofer IPA研究所多年来一直致力于研究完全或部分自动化装配解决方案。众所周知，这一安装程序在很大程度上仍然是由手工完成的。2020年，在全球售出的所有机器人中，只有十分之一的机器人从事装配工作。诸如小批量型号和众多的单独工序等挑战往往使得实施具有成本效益的装配自动化更加困难。

优势一览

　　1、创新性：自动化DIN导轨安装应用

　　2、优越性：TOPJOB?S轨装式接线端子用于自动化控制柜组件更换

　　3、简便性：完全替代手工操作、节约时间

　　4、通用性：凭借种类丰富的接线端子，机器人可以结构化的方式进行装配

该解决方案是完全自动化吗?

　　许多控制柜生产商都面临着相似的挑战，作为控制柜制造领域的解决方案合作伙伴，万可拥有熟悉这些问题的专家。例如，采用导轨、部件和电线组装控制柜，这个过程涉及许多手工步骤。这些过程往往耗时、昂贵，并且容易出错。

　　在一个标准的控制柜中，仅控制技术就需要500个连接，这包括各种颜色、横截面和组件的电缆。为了优化现有流程，完全自动化并不总是满足每个要求的理想解决方案。这需要多种考虑因素。

　　尽管自动化提供了清晰的流程，并为熟练的装配工减少了工作量，但它的成本较高，并且只在大批量时才有效。此外，专门的装配机器并不能一直满足具体要求。然而，正如万可从经验中了解到的那样，为了将部分工作量从熟练的装配工手中转移出来，简化或数字化流程往往就可以。

　　如果仍然需要自动化，采用标准的、市场上买到的机械臂便为一种解决方案。标准机器人手臂的优势显而易见：它们的价格相对较低，可以灵活使用和扩展。标准机器人可以将组件安装到DIN导轨上吗?我的回答是：“可以。甚至可以用于设计复杂的接线端子。”万可控制柜组件产品管理团队负责人Michael D?rbaum说道。

　　为了确定这种标准的机器人硬件和复杂的软件能够在多大程度上实现轨装接线端子的自动安装，万可和Fraunhofer IPA在一个联合项目中建立了一个DIN导轨安装测试场景。其目的是通过机器人将各种万可TOPJOB?S轨装接线端子通过卡入式安装方式安装到DIN导轨上。

　　我们使用了各种尺寸的TOPJOB?S轨装接线端子(标称截面从1mm2到16mm2)进行测试，其中包括涉及复杂的多层接线端子或建筑安装用接线端子等。他们还测试了带有导电的DIN导轨触点的接线端子安装。

　　对于这些接线端子，PE脚使得卡入式安装变得有些困难。测试的另一个标准是所安装的接线端子的接线密度，因为自动装配需要达到与手工装配相同的密度，以便随后进行标记，例如使用万可连续标记条。

　　在一个联合研究项目中，万可和Fraunhofer IPA对标准的机器人硬件进行了测试，以探讨其是否适合用于轨装式接线端子的卡入式安装。

装配任务的结构化编程/模块化系统软件

　　这种装配任务由于接线端子的多样性和苛刻的插接过程而带来挑战，为此Fraunhofer IPA为这种类型的装配任务提供了“pitasc”软件。它允许对装配应用程序进行结构化编程。它可用于为每项应用建立一个机器人系统。

　　Fraunhofer IPA的研究员、Pitasc的开发者之一Lorenz Halt说：“通过我们的软件，一旦任务被建模，它们就可以快速转移到新的产品型号上。在这种情况下是指接线端子转移到新产品上，甚至转移到其他制造商的机器人上。该软件采用模块化结构，包含许多可直接使用的、可重复使用的程序模块，允许有针对性地进行组合、参数化和使用，以建立一个机器人系统。”

　　Pitasc还使用传感器进行主动过程控制调节。在万可测试中，我们使用了一个已经集成了力传感器UR10e机器人。“这使机器人系统能够补偿部件和位置公差，避免施加过度的力，”Halt解释说，“这样便可保护敏感部件。”

　　由于过程是从工件的角度进行编程的，一旦程序创建，就可以很容易地适应各种产品型号，只需要修改某些参数，如过程力和抓取位置即可。最后但同样重要的是，该软件独立于特定的机器人制造商。

使用机器人进行安装的成功案例

　　通过万可轨装式接线端子进行装配测试取得成功。借助pitasc软件，该机器人成功将所有接线端子进行了安装。项目合作伙伴能够通过程序参数轻松地使软件适应不同的接线端子型号，包括设计复杂的接线端子，如双层或接地接线端子。无需耗时进行重新编程。此外，即使是接地接线端子，也可以通过让机器人在力的调节下进行安装，从而实现高布线密度。

　　这些测试结果表明，只要使用的软件能够战胜应用挑战，用机器人和接线端子进行DIN导轨的装配自动化即可轻松实现。“我们与客户的经验表明，在实现控制柜制造自动化时，必须考虑到许多具体要求。结果表明，如果可以使用标准硬件，即可实现一个简单的解决方案。”D?rbaum解释说。

　　这种解决方案的优点是应用的投资成本可控，同时具有灵活性。该软件还可以帮助管理大量的产品型号。然而，这种应用的工业化应用仍然需要进一步的开发，因为经验表明，在不同的组件的数量、吞吐量时间和不同的工艺步骤的集成方面，控制柜制造商的要求有很大的不同。

　　这说明：没有一种标准方法可以实现控制柜安装自动化。在这里展示的“标准机器人安装接线端子”的方法基础上，还有许多问题需要解决。例如，是否有可能直接在小型配电板内放置元件，然后进行布线?供应接线端子的最佳方法是什么?“基于这些测试的成功，用IPA软件在DIN导轨上进行机器人安装是在这个工业研究领域进一步合作的良好起点，也是在生产使用方向上的进一步发展。”D?rbaum介绍道。