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两天学会、两个月收回成本,UR协作机器人是如何做到的

发布时间:2019-05-05

项目背景:


Dynamic Group是一家生产医疗器械及其它精密产品的注塑加工商。这家合同制造商的总部位于美国明尼苏达州,在那里已经安装了3台优傲机器人来完成重复的注塑和包装工作。

用户痛点:


用户想要实现自动化生产的主要原因之一是人力投入有难度。这个案例在美国开展,虽然那里的人们有幸生活在工资高、失业率低的地区,看起来是件好事。但是对于企业经营者而言就有些困难了。Dynamic公司以前每班配备三名操作员,40%的工作时间用于制作零件。为了降低成本和解决人工操作稳定性的问题,用户急需自动化解决方案。

现在有了机器人的帮助,每班只需一名操作员,而产能翻了4倍废品率从非常高降至几近为零。对用户来说,首次启用机器人就取得了如此好的效果真是始料未及:使用Universal Robots UR10的工作流程非常连贯。用户首先将其机器人用于生产难度较高的医用连接器。在这个流程中,需要生产两种不同颜色的组件,利用第三个组件将它们连接在一起。其中的难点是在这些步骤中全都是高度热敏材料,采用传统的人工作业方式,很难控制并达到正常运行时间。

应用流程:


因此在人力投入方面,用户需要尽可能减少人工操作步骤,提高生产效率并保持生产的一致性。最终,协作机器人完成了整个操作流程,Dynamic将这个工序称为book frames,也就是用机器人来抓取需要二次注塑成型的组件。完整的工具流程是:机器人先转到压床的背面做注塑;做完后,转到背面拿起注塑部件,运送到切割板;把原先用于固定的book frames支撑移走。接着,机器人拿起部件直接放置在操作员面前,准备重新添加物料生产下一轮的展品。完成物料装载后,放置在盘子上。机器人就会过来拿走,放回注塑模具中。最后,当上述所有流程都完成后,机器人重新启动新一轮工作循环。

Dynamic第2个应用是将机器人应用于他们的医药箱生产。机器人做的第一件事就是拿起硬式塑膜的底部。第二件事就是用真空泵吸起两片无菌(盐水)湿巾,放进硬式塑膜里面。做完之后,把硬式塑膜放在传送带上。之后重复这个过程。之前传统的生产方式中,Dynamic一次就要用6到7名员工来制作医药箱,要求工作节奏非常快,而且产量巨大。这对于人工操作来说是一项非常大的负担,工人们无法持续保持高质高量的工作。而现在使用了协作机器人,Dynamic只需要用两名工人就可以完成这些任务了。

第3个应用是用协作机器人来替换传统直角坐标机器人。原先对于操作员来说要跟这个工位的机器人配合非常具有挑战性,不容易跟上节拍:不但要在操作的过程中还要保证料件不会掉下来,而且还要同时进行切割。现在使用了UR机器人,Dynamic工资只需要一名操作员配合生产,比起原先节省了3/4的工作时间。事实证明,协作机器人可以把工作完成得非常好,抓住部件,切割出口,整齐堆在货盘上,待操作员打包检查。

项目结果:


当Dynamic刚开始寻找自动化解决方案的时候,用户对于成本还有顾虑。但是当他们真正开始了解这项技术和产品时,特别惊讶竟然1台6轴协作机器人的价格是完全可以接受的。用户原先以为要上线上述的几项自动化系统可能需要花费数十万美元,但没想到协作机器人完全可以胜任,而且首个系统的投资回报期竟然不到2个月!

而且,真实体验之后用户对于协作机器人编程的简易性印象深刻:虽然用户第一次接触并使用协作机器人,但是工程人员只花了两天时间就弄明白了如何操作,轻松就可完成大部分编程。工人们所需要做的就是按下示教器的按钮,抓住机器人的手臂,拖拽到你想要去的位置。松开后机械臂之后,就可以把这个位置保存下来,作为一个示教路点。这种可视化加拖拽示教的模式,使得编程简简便了许多。

用户体验:


Dynamic公司在很短的时间内就可以重新部署协作机器人去完成新的工作。机器人安装在底部带有轮子的工作站上,这样这些便携的工作台就可以滑动到任何一个压床或者应用站点。这对用户来说带来了巨大的便利,也使得应用协作机器人的场景更广泛了。用户甚至希望可以把协作机器人直接安装在压床上,因为UR的占地空间非常小这些轻量化的6轴机器人体积小、重量轻,可以快速替换工具端完成不同的动作。有了这些机器人的帮助,用户可以更好地应对复杂化、小批量的柔性生产需求。而且对于Dynamic的员工来说,这种新型工具的高安全性,使得工人和机器人能够并肩工作,共享工作空间而无需安全围栏阻隔。

在现场调试的环节,Dynamic请集成商展示了协作机器人的安全系统是如何工作,他们快速写了一个程序,测试人挡在机器人前的时候机器人会如何反应,用户特别惊喜地发现人员完全没伤:机器人发现了工人所处的位置,并启动保护性停止,这正式用户想要的可以与人安全协作的生产工具。UR机器人内置有安全系统,在编程的时候操作人员可以不需要程序员或工程师查看屏幕,只需要按住两个快速键。这些系统很好地保证了运行时间。

谈起使用协作机器人的的感受,Dynamic的负责人的一席话很真诚:“在我小时候,90年代刚刚出现机器人。我从来没想过自己有一天会和机器人一起工作。这感觉太棒了。没有机器人的时候,我的工作会有些累。现在有了机器人,每天的工作都变得简单快速了许多。好像一切都变得特别顺畅。我真实地感受到了未来,在这个时代的生活多么幸福!”

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