Farason Corporation 应用亮点：机械臂线缆管理

三十多年来，Farason Corporation 一直为制造商设计并制作定制的自动化和机器人系统，现已向北美、亚洲、南美和欧洲运送了 900 多台机器。为了助力设计和生产，Farason 团队购置了 Markforged 3D 打印机，这与 Farason 一直以来的宗旨相一致，那就是针对客户面临的具体挑战提供独一无二的解决方案。Farason 团队设计了 3D 打印软管夹，可沿着机械臂引导电气管线。

在为一条生产线设计箱体翻盖机时，Farason 团队发现了一个连带问题，这条生产线负责将工厂发来的产品开箱，然后将小包装货物传送到包装生产线上，以便后续进行分销和零售。在测试新机器的过程中，他们发现后一个生产流程中存在问题，那就是在倾倒过程中，打开的箱子会卡住。如何解决这个问题？加大箱体翻盖机在前一流程的旋转角度，使纸板再向下弯折一些，以防止内侧翻盖在箱体翻转时卡住。要解决这个问题，需要对纸箱翻盖机器人进行一些调整和重新编程，但团队也认识到，这意味着需要重新考虑沿机械臂走线的线缆管理。

对于包装机械制造商来说，线缆管理并不是一项新的挑战。在工厂车间环境中经常会遇到这样的问题：在自动化设备上集成第三方执行系统和传感器所需的各种电线和软管，需要确定正确的位置和角度，以便用别针、胶带、束带、导轨等进行管理。但是，如果再加上复杂的多轴机械臂运动，特别是需要进行大角度旋转的阶段，管理过程中的障碍就不再是整洁和车间实践方面的问题，而是逐渐变成一个关键问题。如果客户需要自行完成多次部署来维护和修理线路，这个问题就会变得更加重要。

在过去，这样的应用通常意味着要反复使用更多的传统胶带和扎带。Christian 解释道：“可能需要反复尝试很多次，直到找到合适的解决方案。”但是，并不是完成交货之后，问题就消失了：不久之后，工厂技术人员会自行负责维修和保养机器。“如果工厂的技术人员不得不拆开机器进行清洁，然后又错误地重新安装了部分零件，机器就会出大问题。”

调整 FANUC 机械臂的编程动作和箱体翻盖机拉杆的大幅旋转，表现出软管管理设计在机器的长期部署计划中的重要性。Markforged 提供了一个专业的解决方案帮助 Farason 团队解决这些问题并赢得客户好评：从设计之初就考虑到了后续的维修和保养。

Farason 团队设计了一系列 3D 打印软管夹，用于将真空发生器（安装在机器人上）的两根电气管引向拉杆的的两侧（拉杆上有真空抓手杆，用于掀开箱体的翻盖）。利用该线缆管理解决方案，软管有足够的活动空间，可以避免扭结、拉伸或压力下降，同时在通过每个阶段的旋转轴时不会扭曲或卡住。

设计这台机器的是 Farason 研发支持工程师 Richard Cook，他在与 Christian 合作时向他展示了 3D 打印线缆管理策略可以解决的问题。“这看起来可能只是简单的软管管理，但实际上却发挥着重要作用”，Richard 解释道，“因为机器人需要上下移动和旋转，使用这些夹具和末端连接器可保持软管和接头紧贴在拉杆上，这样就完全不会影响箱盖。

这台机器可用于打开五种不同尺寸、不同宽度和长度的箱子。Richard 表示，不能仅仅在一个位置布线，找到解决问题的针对性方法非常重要，“这样我们就能够确保每个箱子都按照翻盖的半径来移动”。

该团队选择了 Markforged，并以 Onyx 作为打印材料制造了随时可生产的零件，随附于机器一起交付。

Markforged 针对该应用打造的解决方案为他们的团队引入了一个新概念。“在这个项目中使用打印零件之后，我们彻底理解了 [线缆管理] 的‘设计意图’”，Christian 说道，“这样可以确保机器始终能按原样组装”。

Markforged 的优势

• 根据需要定制机器人集成解决方案。
• 将随时可生产的零件的准备时间缩短至数小时。
• Farason 团队报告称，与自行生产类似零件相比，他们可降低高达 90% 的零件成本。
• 提高设备综合效能 (OEE)，避免在拥挤生产单元出现问题，并保持生产线正常运行。
• 按需打印，降低库存成本。