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优傲协作机器人变身“火眼金睛”质检员

TechSecurity 2020-3-10 16:12

在绝大多数制造业中采用纯人工检测的方式显然已经不靠谱,不仅费时低效,也无法保证产品质量的一致性。但传统工业机器人安装、维护等成本还有对专业编程的高要求往往让很多制造商望而却步。协作机器人能很好地平衡效率和成本,且编程简易。优傲机器人在产品检测领域有诸多成功案例,美国Zippertubing和Comprehensive Logistics是其中两家采用了优傲机器人进行质量检测的公司。

协作机器人是最敬业的“员工”
Zippertubing公司是一家家族企业,此前没有任何机器人领域的经验,其选择将优傲机器人集成到视觉导引应用中,用于管理加工电缆护套的卡扣紧固机。

随着汽车行业和航空航天工业对用于保护软管、管道和电缆的热包装需求大幅增加,Zippertubing生产线日益繁忙。因此,工人们很难及时完成高速、高精度、高度重复的任务,将电缆护套准确地插入到卡扣机中。

Zippertubing运营经理Tim Mead 指出:“当质检员每天需要检查成千上万个零件时,有时就会对缺陷‘视若无睹’。但机器人永远不会。”

优傲的UR5协作机器人部署灵活、编程简便并且能安置在员工周围,与员工一起安全地工作,是Zippertubing的上佳之选。

Tim Mead 表示:“采用UR5 协作机器人的最大获益就是产品质量得到了显著改善。UR5 协作机器人运行了八个月就让我们从部分产品退货的困境中走了出来,实现了生产零件零缺陷。我们通过机器人确定的零件公差要比手动操作高300%。”

由于生产线的任务重复性高,比较枯燥,招聘难问题曾经让Zippertubing一筹莫展。而部署UR5协作机器人后这个难题迎刃而解。

Tim Mead补充道:“过去需要三个人来完成的工作,现在采用一台协作机器人就够了。这确实帮助我们提高了生产力。”

协作机器人可以在夜间工作,这样产量可以提升一倍。

Zippertubing编写了他们的第一台UR5协作机器人程序来拾取预先裁好的布料,然后移动到第一台卡扣机,插入五个公卡扣,然后它移动到第二台机器,添加了五个母卡扣。UR5协作机器人将零件展示给视觉系统,以检查添加的按扣是否正确,而这一循环只需要25秒。根据结果,UR5会将成品分拣至“合格品”或“不合格”之中。

让协作机器人成为系统“大脑”
在UR5上部署视觉系统乍听之下似乎是一项十分艰巨的任务。

Tim Mead 表示:“真正棘手的是,如何让机器人与摄像头对话以及谁说了算呢?通过了解优傲机器人,我们意识到Zippertubing能够制造出自己的PLC控制系统。协作机器人是大脑,它会发出所有命令并接收反馈。”

协作机器人只是从摄像机中寻找反馈。如果找不到反馈,则表示这是一个有缺陷的零件;如果收到了反馈,则表示这个零件合格,并将其分拣至相应的区域。

Zippertubing工程经理Matt Hesselbacher表示: “我们综合考虑后选择了优傲UR5协作机器人。在快速演示后,我们发现这是一台可以自行集成的协作机器人。由于每个月的产品会不断变化,我们也关注机器人的多功能性。另外操作员会在机器人周围工作,为其送入原始零件并取出成品,因此安全始终是重中之重。”

Zippertubing的中国工厂也希望复制其亚利桑那州工厂的成功。Tim Mead介绍道:“我们的亚洲工厂目前完全是人工操作的,他们已经联系我们,希望能设立一样的协作机器人工作单元。”

Zippertubing 绝不是唯一一个将协作机器人成功用于检查任务的企业。越来越多的制造商希望协作机器人不仅能够重复执行准确的工艺和预先定义的工作流程,还希望拥有最小的偏差,从而为研究或分析提供最佳条件。

协作机器人质检员
Comprehensive Logistics是北美两大车企的物流和合同制造供应商,拥有悬架、动力总成以及内部组件次总成等多条生产线。生产线不容许任何错误。Comprehensive Logistics希望可以实现100%合格产品的装配线。在其俄亥俄州扬斯敦的装配线上,发动机零件像钟表一样在传送带上移动,每个工位只要60秒的时间。

Comprehensive Logistics 市场总监Gary Bobalik表示:“这是一条快节奏的生产线。并且一切都需要按部就班。”

随着发动机托架次总成到达生产线末端,Comprehensive Logistics 需要确保每个次总成(包括关键的转向齿轮线束接头)都已完全安装到位并锁定。

Comprehensive Logistics增值装配总监 Mike O’Keefe 介绍道:“如果连接存在间歇性的松动,或者连接不牢固,这将会引发间歇性故障等诸多问题,以至于完全丧失动力转向功能,而这类故障的严重等级高达8级。这一故障将会危及生命,因此我们要确保将这些夹子100%固定到位。”这是每个制造商都需要面临的挑战。

Mike O’Keefe 说:“整个行业的人工检查效率仅约为80%,因此我们一直在寻找可以实现一致质量的自动化系统。”

固定摄像机难以安置于狭窄的区域
这一工艺使美国俄亥俄州的制造商十分头疼:公司采用的固定式多摄像机系统难以安置在狭窄的区域,所以无法实现Comprehensive Logistics 所要求的可重复性。

Mike O’Keefe 补充说“摄像机系统收集的数据并不全面。”公司还尝试了一种无法满足重复性要求的探针式机器人。

公司开始研究替代方案,但对解决方案的要求十分苛刻:它必须支持Comprehensive Logistics对正常运行时间的要求,同时易于使用,能够轻松地与生产线和工艺中的员工相集成。

Mike O’Keefe 解释道:“我们必须找到一个不会产生潜在安全问题的方案。我们很快发现优傲UR10是一款经济高效的轻型协作机器人,可以将视觉摄像机安全反复地移至正确的位置。优傲机器人十分灵巧,可以深入到关键任务点,具有100%的可重复性。”

配备了视觉摄像机的顶置式UR10协作机器人可在检查点之间快速移动,并能够在其缩回“原位”之前为各个连接点拍摄照片,然后等待下一个待检查组件。该生产线为柴油发动机和汽油发动机均装配了发动机托架,分别带有11个和9个检查点。优傲机器人所集成的软件可以跟踪生产线的构建,通知机器人需要检查的版本。拍摄的每个图像都会立即显示在机器人旁边的屏幕上,同时还有第二个屏幕显示发动机托架图,表明各个检查点的完成情况,使用绿色或红色标记表示合格或报废。

对投资回报率进行了七个月的初步估算后,Mike O’Keefe赞叹道:“投资回报期实际上可以缩短至大约四个月,不仅节省了制造商的投资成本,我们的员工也没有失业。”

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