在世界500強企業之一(yī)、汽車零部件供應商李爾公司(Lear Corporation)的需求主導型生產中,Universal Robots (優傲機器人)扮演(yǎn)著至關(guān)重要的(de)角色:輕巧的機器人通過定位、測量以及(jí)擰緊車座螺絲等作業組裝汽車座(zuò)椅,實現了更(gèng)短的生產吞吐周期,並提高了工藝可靠性。
“及(jí)時”裝配是一種已在(zài)供應商業內成熟建立的生產模式,可以幫助顧客(kè)節省大量成本。然而,這種裝配方式要求供(gòng)應商擁(yōng)有極大的靈(líng)活性。不僅隨時要(yào)為交貨做好準備(bèi),同時又要滿足嚴格的(de)質量要求。一個可靠的生產過程是保障生產安全、避免錯誤發生的(de)必要條件。
傳帶上:UR5機器人被安裝在(zài)傳(chuán)帶上至Lear的車座,車座事先已經手動安裝了螺絲。與其他工業機器人不同(tóng)的是(shì),UR機(jī)器人無需安全圍欄(lán)和特殊防(fáng)護就可(kě)以直接與人協同工作。
李爾公司是一家專供座椅係統與車載電子(zǐ)器件(jiàn)的國際汽車零部件供應商。在該公司位於德國貝西希海姆的生產車間中,車座(zuò)的生(shēng)產曾需要工人倒班輪流工作、從而完成“及時”裝配。這項工作的關(guān)鍵在(zài)於快速靈活操作,並同時確保產品的高質量。但由於車間工人對於機器(qì)人技術的了解少之(zhī)又少,所以理(lǐ)想的自動化技術必須要具備低維護需求、易(yì)於操作和編程等特點。
李爾公司麵臨的一(yī)個嚴峻挑戰是生產廠房內的空間有限,生產流程中的(de)每個環節(jiē)都(dōu)需要在這個空間內的(de)一條傳送帶上一(yī)個(gè)接一(yī)個地(dì)完成。因此,李(lǐ)爾公(gōng)司需要一個(gè)小型、便於(yú)移動的機(jī)器(qì)人,以實現人機協同(tóng)工作。
與機器人同事(shì)並肩工作(zuò)
係統集成商Faude Automatisierungstechnik能夠為(wéi)李爾公司提供一(yī)個滿足全部要求的解決方案:那就是(shì)來自丹麥機器人生產商Universal Robots(優(yōu)傲(ào)機(jī)器人)的六軸輕型機器人UR5。該機器人小(xiǎo)巧輕便(biàn),僅重18公斤,可觸距離85厘米、負重5公斤。對李爾(ěr)公(gōng)司而言,這種機器人一個主要的優勢在於它直觀的用戶界麵;編程可通(tōng)過操控觸摸板(bǎn)上的(de)箭(jiàn)頭按鍵來指示機器人(rén)移動方向,或者直(zhí)接控製機器人(rén)手臂來(lái)展示如何執行某個動作。李爾公司僅需一天訓練就能使全(quán)體員工熟悉這些機器人。與(yǔ)那些需要占用整(zhěng)個房間又笨重的自動化機器人技術不(bú)同,這些UR機器人可以無需任何安全防護措施,直(zhí)接進行人機協作:一旦員工與機器人接觸時產生了大於150牛頓的(de)力,機器人手臂就會自動停止運行。優傲機器人的安全性已經(jīng)取得了歐洲ISO體係驗證(zhèng),符合合作型(xíng)機器人的標準。除此之外,為了避免任何安全(quán)隱患,Faude也詳(xiáng)細檢查了項目中每個應用環節,確保生產的萬無(wú)一失(shī)。
測量轉矩:UR5機器人每天能夠按照預先設定好的旋角,以35牛頓的轉(zhuǎn)矩測量和旋緊8500個螺絲。
加強質量保障
自2011年1月起,李爾(ěr)公司的貝西希海姆生產廠就開始使用UR機(jī)器人進(jìn)行(háng)座椅與其框架的螺絲安裝(zhuāng)工作,這是最終裝配之(zhī)前(qián)的最後、也是最重要的一道生產工序。每天,這些機器(qì)人將進行(háng)三班製的工作,完成近8500次螺(luó)絲(sī)安裝任務。UR5機器人被安置在(zài)那些已經手工擰緊過的座椅的傳送帶上。這些(xiē)傳送帶(dài)都配備了包(bāo)含(hán)了獨立識別(bié)數據係統的轉調器,一(yī)旦座(zuò)椅被傳送到(dào)機器人前方,轉調器(qì)就會進行識別,機器人將(jiāng)自動開始按照預先設定好的旋角,並以35牛頓的轉矩旋緊座椅兩旁的螺絲。這個過程(chéng)由安裝在機器(qì)人上麵的電動螺絲刀完成。
由(yóu)於這些座椅的位置可能會因為之前手工階段的操作略有偏差,機器人還必須能夠監測到螺絲位置以外50 x 50毫米網格的範圍。除了UR5機(jī)器人外,Faude開發的Flexvision圖像處理係統在整個裝配過程中也起了不小(xiǎo)作用。運用帶攝像頭的2D測量係統,機器人能夠被(bèi)精準定位,從而完美地進行旋鈕(niǔ)的動作。UR5機器人六軸聯動的設計(jì)使得其具有出色的移動性,可以快(kuài)速預判旋轉所需要的正確角度。在正式投產前,為了使攝像頭的設置達到最佳,Faude和李爾公司共同進行了關於機器(qì)人的(de)接口以及(jí)光影響的測試。
由於(yú)擰緊螺絲的過程是數碼操控的,機器人能夠通(tōng)過其圖像處理係統(tǒng)即刻發現錯誤。這種自動化處理技術可以提高生產過程的可靠性(xìng)。例如(rú),如果座椅上的螺絲缺失了,機器人會單獨挑出來這個產品,並以報錯的通知方式發出警告信號。李爾公司的員工會在返修工作站手動完成螺絲的添加。機(jī)器人需要在完成最終(zhōng)裝配之前旋緊並監控一大(dà)批座(zuò)椅(yǐ)螺(luó)絲,對(duì)生產的質量保(bǎo)證以(yǐ)及(jí)錯誤排查起到了(le)至關重(chóng)要(yào)的作(zuò)用。
一個理想的工具:每輛車座配有一個轉調器,轉調器內包含個體標識數據。當車座到達機器人底(dǐ)部,機器人(rén)就能通過Flexvision圖像處理係統(tǒng)讀出轉調器,並擰緊車座兩邊的螺(luó)絲(sī)。由於這些座椅(yǐ)的位置可能會因為之(zhī)前手工階段的操作略有(yǒu)偏差,機器人還必須能夠監測到螺絲位置(zhì)以外50 x 50毫米網格的範圍。
低成本(běn)、可(kě)擴(kuò)張的投資
這(zhè)套(tào)係統方案(包(bāo)括機器人)的采購成本約為5萬歐元,僅在幾(jǐ)個月後就收回了成(chéng)本並獲(huò)得了投資回報。不同於昂貴的傳感器技術,UR5機器(qì)人手臂利用一項專利技術來測量接合處的電流,從而確定力度與(yǔ)移動軌跡。這項創新技術使機器人能夠降低其他自動化方案的(de)價格。
由(yóu)於UR5機器人高效節能的操作模式,即使是持續運營的成本也是可(kě)控的。這家汽車器件供應商目前正(zhèng)在考核一個全自動的座椅旋鈕生產模式是否可以應用(yòng)於整個歐洲的工廠生產(chǎn)中。其他應用(yòng)可能性,例如接縫、焊接和(hé)縫紉(rèn)等生產(chǎn)工序也在計劃研究中(zhōng)。
彌補亞洲“自動化差距(jù)”
隨著亞洲國家勞動成本的上升,未來機器人(rén)的使用將不再局限於歐洲國家,然而更為重要的是機(jī)器人是否能夠幫(bāng)助亞洲企業有效提高生產力與生產標準。
UR機器人已經在彌補“自動(dòng)化差距”領域獲得顯著成效,完成了將半成品(pǐn)傳輸到下(xià)一(yī)條自動化生產線和將零件送至深加工的挑戰。在這些應(yīng)用中,優傲機器人隻需簡單編程便可(kě)投入使用,大大縮(suō)短了工人的工作時間,使其(qí)可(kě)以完成更加有挑戰(zhàn)性的工作。UR機器人在亞洲(zhōu)地區的應用包括:數控送料機和注模機(jī)維修保養。
30分鍾實現機器人編程
憑借其獨特的圖形用戶界麵(GUI),UR機器人可以(yǐ)在(zài)半小時(shí)之內完成設定和編程。使用者不需要熟練的編程技巧即可完成操作。若(ruò)想(xiǎng)讓機器人展(zhǎn)示你所希(xī)望它(tā)完成的(de)動作(zuò),可以通過在顯示屏(píng)上拖(tuō)放(fàng)標準路線到”腳本”中或(huò)者直接抓著機器人手臂來實現。
優傲(ào)機器人公司研發出來的圖形用戶界麵(GUI)叫做Polyscope,它是基於Linux OS平台運作的程序,可以為特定的任務和工具進(jìn)行輕鬆的定製化服務。這(zhè)套(tào)Polyscope編程開發裝置(zhì)需要配有機器人進行(háng)工作。
UR機器人也配有數字和模擬輸入和輸出I/O口以及以太網(wǎng)接口,通(tōng)過(guò)I/O插口(kǒu)或以太網插口與外部設備和其他(tā)控製係統如PLC和SCADA係統進行通訊。機器人和控製器除了能夠(gòu)控(kòng)製傳感器、視象係統、傳送器的激活和其他外(wài)部設備之外,還能控製很微小的單元。
優傲機(jī)器人大家庭
經過多年對機器人的潛心研(yán)究,Universal Robots (優傲機(jī)器人)研發出了UR5與UR10機器人。最先研發出的UR10最高載重達10公斤,而UR5則被國際機器人聯(lián)盟——IEEE機器人和自動(dòng)化國際會議評選為“全球最具創意的機器(qì)人”。
關於Universal Robots (優傲機器人)公司
Universal Robots (優(yōu)傲機器人) 是一家引領合作型機器人全新(xīn)細分市場的先驅企業,該公司關注機器人的(de)用戶可操作(zuò)性和靈活度。自2009年推(tuī)出首款UR機器人以來,公司發展迅猛,如今UR機器人已遍布全球50個國家。Universal Robots(優傲機器人)公司總部位於丹麥(mài)歐登塞市,所有研(yán)發和生(shēng)產製造均在(zài)總部進行。
如需了解更多有關Universal Robots(優傲機器人)的信息,請瀏覽公司官方網站: http://www.universal-robots.com/CN/%E9%A6%96%E9%A1%B5.aspx
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