優(yōu)傲機(jī)器人降低生產(chǎn)廢品率，企業(yè)生產(chǎn)效率提高30％
發(fā)布時(shí)間：2021-06-23 19:17:27 作者：顯揚(yáng)科技
面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)激烈的勞動(dòng)力資源并且無(wú)法擴(kuò)大規(guī)模，消費(fèi)者工具公司的運(yùn)營(yíng)總監(jiān)John Griffin轉(zhuǎn)向他唯一可控制的變量：工業(yè)自動(dòng)化。
隱藏在俄勒岡州阿什蘭的一個(gè)鄉(xiāng)村山谷里，第四代家族企業(yè)Darex需要在不招聘更多人的情況下添加更多產(chǎn)品。 該公司在一個(gè)屋檐下研發(fā)、生產(chǎn)、校準(zhǔn)鉆頭，刀具等磨刀機(jī)。 在那里生產(chǎn)的品牌包括Darex工業(yè)鉆頭磨刀機(jī)，Drill Doctor專業(yè)和DIY鉆頭磨刀機(jī)，Work Sharp戶外刀和工具磨刀機(jī)以及Work Sharp Culinary菜刀磨刀機(jī)。
Darex一再被選為俄勒岡州南部的頂級(jí)企業(yè)之一，盡管長(zhǎng)期以來，其許多工作都涉及重復(fù)的，符合人體工程學(xué)的不友好的手工任務(wù)。 2017年，Darex運(yùn)營(yíng)總監(jiān)John Griffin尋求工業(yè)自動(dòng)化，將他認(rèn)為最有價(jià)值的資產(chǎn) - 他的地板運(yùn)營(yíng)商 - 從這些類型的任務(wù)中拿走。
“基本上，我需要用相同數(shù)量的資源做更多事情，”他說。格里芬考慮自動(dòng)化并開始研究優(yōu)傲機(jī)器人，特別是他曾在幾個(gè)貿(mào)易展上看過的一系列合作機(jī)器人。 “他們似乎很容易編程，甚至那些不銷售機(jī)器人的供應(yīng)商也在他們的攤位上使用這些機(jī)器人，”他回憶道。
優(yōu)傲協(xié)作機(jī)器人廣泛使用的原因之一是它們內(nèi)置的安全機(jī)制，當(dāng)它遇到障礙時(shí)會(huì)自動(dòng)停止機(jī)械臂。一旦進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，優(yōu)傲機(jī)器人就可以在沒有安全保護(hù)的情況下運(yùn)行。 “我們的生產(chǎn)區(qū)域很小，所以我想要的東西不需要新的專用空間，”格里芬說。 “很高興能夠?qū)?yōu)傲機(jī)器人安裝到生產(chǎn)線的中間，而不會(huì)占用比人更多的空間。現(xiàn)在，我可以讓人們?cè)跊]有一堆囚禁的情況下在優(yōu)傲機(jī)器人旁邊工作。“
最終該公司使用了優(yōu)傲機(jī)器人，首先是螺桿驅(qū)動(dòng)操作，后來是案例架設(shè)和案例包裝應(yīng)用。該項(xiàng)目從最初的安裝迅速擴(kuò)展到一個(gè)完整的自動(dòng)化生產(chǎn)線，通過優(yōu)傲機(jī)器人示教器和HMI界面編寫了多個(gè)工作站。整個(gè)系統(tǒng)是內(nèi)部開發(fā)的，公司繼續(xù)在優(yōu)傲機(jī)器人平臺(tái)上構(gòu)建DIY解決方案。但回顧過去，Darex兩年前第一次涉足協(xié)作機(jī)器人，實(shí)際上只是一個(gè)氣象氣球，可以看出可以實(shí)現(xiàn)哪些優(yōu)勢(shì)。
“一旦我們?cè)谠O(shè)施中有一個(gè)合作機(jī)器人，我們很快意識(shí)到我們可以用它做很多事情。我們立即將它放在一個(gè)將[磨刀器]外殼擰在一起的位置。傳統(tǒng)上我們會(huì)有一個(gè)帶有氣動(dòng)螺旋槍的操作員從螺絲展示器上取下螺絲，將其粘在機(jī)器上，并將其驅(qū)動(dòng)到扭矩 - 非常單調(diào)，非常符合人體工程學(xué)的不友好工作，“格里芬說。為了減輕操作人員的這一不良任務(wù)，Darex選擇了UR3協(xié)作機(jī)器人，優(yōu)傲機(jī)器人系列最小的協(xié)作機(jī)器人，達(dá)到19.7英寸，有效載荷為6.6磅。該公司能夠與螺絲展示器保持完全相同的設(shè)置。和螺旋槍唯一不同的是，優(yōu)傲機(jī)器人現(xiàn)在正在完成任務(wù)。當(dāng)手動(dòng)完成工作時(shí)，操作員有時(shí)會(huì)錯(cuò)過螺釘插入，因?yàn)橥鈿ぶ械目缀茈y看到。 “UR3機(jī)器人會(huì)一直擊中所有螺絲，如果沒有，它會(huì)立即通知我們，”Darex的生產(chǎn)工程主管Sam Jacobson說。 “通過優(yōu)傲機(jī)器人的加入，我們確實(shí)看到了產(chǎn)品質(zhì)量的提高。”
當(dāng)Darex第一次收到UR3機(jī)器人時(shí),格里芬對(duì)開箱即用的體驗(yàn)感到驚訝。"我的一個(gè)工程師接待了這個(gè)單位;他基本上把它從箱子里拿出來,在一個(gè)小時(shí)之內(nèi)就讓它做了一些事,只是胡亂地玩了它,"他回憶道。"這非常直觀,他能夠很快地完成一些事情。我印象非常深刻。
旋螺應(yīng)用的成功迅速促使Darex以全新的面貌審視其整個(gè)裝配線。"由于我們的第一個(gè)應(yīng)用進(jìn)行得如此順利,我們決定增加傳送機(jī)系統(tǒng)和所有PLC控制的東西,如氣動(dòng)壓機(jī),并在包裝盒側(cè)添加另一個(gè)優(yōu)傲機(jī)器人,"Jacobson說。幾個(gè)不同的解決方案來控制整個(gè)系統(tǒng)。"實(shí)際上,我決定使用優(yōu)傲機(jī)器人控制器來編程和處理整個(gè)生產(chǎn)線,使用 Modbus 通信通過 優(yōu)傲機(jī)器人 的教式吊墜連接不同的 PLC,"他解釋道。"我可以這么快就計(jì)劃好整個(gè)事情,我對(duì)這個(gè)決定很滿意。
UR5機(jī)器人代替案例直立器
在選擇通用機(jī)器人的UR5機(jī)器人用于立例應(yīng)用之前,該公司考慮使用更傳統(tǒng)的機(jī)械外殼直立器。"但是,他們做什么是有限的,他們只處理一定范圍的案件。我們希望有更大的靈活性,"Griffin 說,他解釋說,將箱子折疊成形狀并在其中添加產(chǎn)品是一項(xiàng)快節(jié)奏的任務(wù),員工長(zhǎng)時(shí)間不喜歡這樣做。"雖然我們的許多產(chǎn)品都是四包,但有些是單包裝,我們對(duì)某些客戶進(jìn)行特殊包裝。例如,亞馬遜要求我們的許多磨刀放在一個(gè)可裝的集裝箱里[自有集裝箱(SIOC)],這樣他們就不必重新裝箱了。我們有很多不同的案例包裝配置,而且它們的數(shù)量也越來越多。
UR5機(jī)器人接管后,正在處理整個(gè)案例包裝周期,從聯(lián)體從盒式磁帶中取出每個(gè)模切瓦楞運(yùn)貨機(jī)開始,然后將其折疊成形狀。它將折疊的盒子放在過渡平臺(tái)上,將其推入一個(gè)擠壓槽中,無(wú)需膠帶即可容納箱子的形狀,在到達(dá)傳送帶上時(shí)抓住四個(gè)單獨(dú)的紙箱,然后裝入箱子。當(dāng)外殼已滿時(shí), 優(yōu)傲機(jī)器人會(huì)關(guān)閉蓋子,并通過 3M 綁帶站將外殼推入底部和頂部膠帶。
DIY 心態(tài)
Griffin 強(qiáng)調(diào)了內(nèi)部可配置性和靈活性對(duì)于協(xié)和機(jī)器人和相應(yīng)的 PLC 控制器的重要性。例如,Darex 將 SICK 制造的區(qū)域傳感器添加到包裝區(qū)域。當(dāng)操作員進(jìn)入該區(qū)域時(shí),傳感器會(huì)減慢吸塵器的速度。大多數(shù)時(shí)候,操作員不需要在包裝箱區(qū),所以格里芬有機(jī)器人全速運(yùn)行。但有時(shí)操作員可能需要進(jìn)入。
格里芬說:"我們實(shí)際上把傳感器放在了原地,這樣每當(dāng)有人走進(jìn)那個(gè)鄰近地區(qū)時(shí),機(jī)器人會(huì)稍微減速,對(duì)外部輸入更加敏感。說到DIY,U5機(jī)器人外殼直立器本身的末端效應(yīng)器也是一個(gè)內(nèi)部工作。3D 打印的末端效應(yīng)器使用麥克馬斯特卡爾的氣動(dòng)吸力配置來打開和折疊瓦楞紙箱并打包。
格里芬說:"我們家里有幾臺(tái)3D打印機(jī)。"我們有很多 3D 打印的固定,我們可以快速使用它們對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行原型制作,因此它們是現(xiàn)場(chǎng)的一個(gè)很好的功能。
Darex 的下一個(gè)任務(wù)是自動(dòng)執(zhí)行(當(dāng)然,還有內(nèi)部解決方案)在出站輸送機(jī)上的磁帶密封站時(shí)對(duì)箱子進(jìn)行堆垛。Griffin 說:"我們的許多產(chǎn)品、紙箱和箱子雖然不相同,但尺寸和形狀非常相似,因此,這似乎是一個(gè)不錯(cuò)的下一個(gè)應(yīng)用。"這也將防止我們的員工一直伸手而彎腰。看看我們已經(jīng)創(chuàng)建的裝配線,我們也可以很容易地采取它,并復(fù)制它兩到三次在我們的生產(chǎn)領(lǐng)域,并完成同樣的事情與其他產(chǎn)品。
"我們可能會(huì)從通用機(jī)器人公司購(gòu)買另一個(gè)合作機(jī)器人,因?yàn)槲覀儞碛羞@個(gè)品牌,而且我們已經(jīng)有幾個(gè)人為UR機(jī)器人做集成和編程,所以我們?cè)谀抢镉幸恍C(jī)構(gòu)知識(shí)。
行尾和下一步
當(dāng)箱子到達(dá)箱包站時(shí),它們通過輸送機(jī)傳送到自動(dòng)檢重秤,在那里進(jìn)行稱重,以確保紙箱內(nèi)沒有丟失或多余的物品。如果發(fā)生重量不足或過重的情況,檢查站發(fā)出的信號(hào)將發(fā)送到 UR5機(jī)器人 以將紙箱放在一邊。"我們擺脫了這個(gè)案子,回到我們正在做的事情,而不是僅僅驚慌失措,停止整條生產(chǎn)線。這是一個(gè)非常整潔的功能,我們編程到它,"格里芬說。
包裝后,膠帶箱離開膠帶封蓋機(jī),運(yùn)輸標(biāo)簽是手工貼。公司每天可能會(huì)更改配置五到六次,而亞馬遜的 SIOC 發(fā)貨商則出現(xiàn)另一個(gè)麻煩
"顯然,我們對(duì)于每種配置都有不同的標(biāo)簽。目前,這是手動(dòng)完成的,但作為下一個(gè)迭代的一部分,我們將自動(dòng)標(biāo)記容量添加到我們的自動(dòng)化生產(chǎn)線中,"Griffin 說。"這將在磁帶上抓手之后就行。產(chǎn)品將流過,成為自動(dòng)標(biāo)記,然后準(zhǔn)備堆垛。
目前,堆垛涉及每個(gè)托盤手動(dòng)配置的 288 個(gè)單位。它們?cè)谏a(chǎn)中托盤化,然后輪回裝運(yùn)。Darex 收到來自亞馬遜的采購(gòu)訂單后,就可以構(gòu)建標(biāo)簽或重建托盤。
格里芬說:"這就是我們要自動(dòng)化的功能。"但首先,我們采用兩條手動(dòng)生產(chǎn)線,使用輸送系統(tǒng)重新配置生產(chǎn)線,這感覺就像實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品自動(dòng)化移動(dòng)的第一步。然后,我們來看看自動(dòng)拉伸包裝和更多。然后,我們的計(jì)劃是讓所有產(chǎn)品基本上流入一個(gè)箱包站,這樣所有產(chǎn)品都會(huì)流下三條裝配線,然后運(yùn)送到箱包站,在那里我們很可能有兩個(gè) UR5機(jī)器人包裝產(chǎn)品,然后進(jìn)行堆垛。由一個(gè)或兩個(gè) [較重的有效負(fù)載] UR10機(jī)器人 完成。
與亞馬遜打交道
"亞馬遜訂單在任何一天都來,兩天后,我們必須發(fā)貨出產(chǎn)品。對(duì)我們來說,這有時(shí)意味著10,000或20,000個(gè)包裹,每個(gè)包裝都有一個(gè)特殊的標(biāo)簽,"格里芬說。"我們沒有能力一次構(gòu)建所有這些。因此,我們預(yù)先構(gòu)建的東西。一旦我們得到亞馬遜訂單,我們創(chuàng)建標(biāo)簽,手工應(yīng)用這些標(biāo)簽到每個(gè)框在兩天的時(shí)間范圍內(nèi),并準(zhǔn)備那些航運(yùn)。我們正在考慮創(chuàng)建一個(gè)工作站,該站將機(jī)器人卸載托盤、添加標(biāo)簽和重新堆垛。就自動(dòng)化而言,該功能應(yīng)該是我們下一個(gè)項(xiàng)目之一。
該公司向亞馬遜發(fā)貨有兩種風(fēng)格:第一種是產(chǎn)品直接放入的SIOC瓦楞紙箱。沒有其他紙箱,也沒有任何裝飾。
"我們還向亞馬遜運(yùn)送一個(gè)印刷容器中的產(chǎn)品,您可以在零售店展示。然后,這是放在另一個(gè)波紋的情況下。因此,亞馬遜正在雙向訂購(gòu),"格里芬說。"他們正在增加SIOC與零售版本。因此,它正慢慢變得越來越SIOC,但它還不是完全的一種或另一種方式。
這兩種樣式都通過自動(dòng)包裝線,并使用 UR3機(jī)器人進(jìn)行螺桿驅(qū)動(dòng)應(yīng)用。然而,單SIOC風(fēng)格的發(fā)貨人自然跳過靠近線路末端的機(jī)器人箱包站.
在不到一年的投資回報(bào)率,30% 的效率提高
無(wú)需花費(fèi)資源在昂貴和繁瑣的安全防護(hù)上,也有助于使協(xié)作機(jī)器人在價(jià)格上更具吸引力。Griffin 說:"對(duì)于購(gòu)買合作機(jī)器人的投資回報(bào)率,我最初預(yù)計(jì)大約需要 16 個(gè)月時(shí)間。"我對(duì)我們所做的非常滿意。我們向生產(chǎn)線增加了自動(dòng)化,這有幾個(gè)好處。我們?cè)谔囟ㄉa(chǎn)線上的效率提高了約 30%。我擁有更大的靈活性,因?yàn)檫\(yùn)行這條線需要更少的員工,所以我可以將人員集中到不同的領(lǐng)域,運(yùn)行不同的產(chǎn)品。Darex 現(xiàn)在每周可以構(gòu)建該產(chǎn)品四次,而不是每周只構(gòu)建兩次該產(chǎn)品。
成為Darex新機(jī)器人技術(shù)員的競(jìng)賽
當(dāng)Darex最初購(gòu)買合作機(jī)器人時(shí),生產(chǎn)主管正在想辦法讓制作團(tuán)隊(duì)對(duì)其中有一個(gè)機(jī)器人感到興奮。他還需要一名專職人員來當(dāng)機(jī)器人技術(shù)員,可以監(jiān)督所有的機(jī)器人操作。格里芬說:"所以我想出了這個(gè)小比賽。"我給每個(gè)人UR學(xué)院網(wǎng)址,告訴他們學(xué)習(xí),并邀請(qǐng)他們競(jìng)爭(zhēng)的工作,利用從學(xué)院的知識(shí)。UR 學(xué)院由九個(gè)交互式在線模塊組成,這些模塊涵蓋基本的 UR 協(xié)合程序編程和設(shè)置。三周后,Darex 舉行了幾輪競(jìng)賽,要求員工對(duì)合作機(jī)器人進(jìn)行編程,以執(zhí)行簡(jiǎn)單的挑選和放置任務(wù)。獲勝者是26歲的布列塔尼·摩爾曼,他熱情地參加了比賽。"有機(jī)會(huì)做一些不同的事情真的令人興奮,所以我立刻跳進(jìn)去,學(xué)會(huì)了我所能學(xué)到的一切,旨在擊敗對(duì)手,"她說,她承認(rèn)自己最初有點(diǎn)被機(jī)器人嚇倒了。"但是,它是如此有趣,看看你可以做什么,以及如何改變它這么多不同的方式。UR 培訓(xùn)教會(huì)了我一些知識(shí),例如了解不同的程序周期、調(diào)整路點(diǎn)變化以及了解機(jī)器人上的刀具中心重心點(diǎn)的位置。我的工作現(xiàn)在肯定更有趣了。
優(yōu)傲機(jī)器人如何控制裝配線
Darex 的生產(chǎn)工程主管 Sam Jacobson 在考慮如何使用輸送機(jī)和所有不同變電站控制裝配線時(shí),有幾個(gè)不同的選擇。"我考慮使用外部計(jì)算機(jī)的梯形邏輯和不同的編程選項(xiàng),但后來我開始調(diào)查和了解 Modbus,"他說。"當(dāng)我得知 UR 具有該功能時(shí),我很快決定讓 UR機(jī)器人 成為主控制器。這種方法使 Jacobson 可以在裝配線上的每個(gè)站設(shè)置 PLC,并通過 PLC 上的開關(guān),使用 Modbus 通信協(xié)議,通過 UR 機(jī)器人的示教吊墜直接控制所有輸入和輸出。"在 UR 示教吊墜上,我要做的就是按下一個(gè)按鈕,我可以關(guān)閉或打開任何輸出,并在整個(gè)輸送線上實(shí)時(shí)查看任何傳感器上的輸入,"他解釋道。
Jacobsen 在 UR機(jī)器人 的支持網(wǎng)站上閱讀了使用免費(fèi)材料和示例程序的 Modbus 設(shè)置,但之前沒有機(jī)器人編程曝光就進(jìn)入了這個(gè)項(xiàng)目。"這很有趣,真的。框圖和一切的設(shè)置方式,顯示一個(gè)流,使它超級(jí)簡(jiǎn)單和直觀,"他說,強(qiáng)調(diào)一步一步的方法。"你可以做一些非常簡(jiǎn)單的事情,并設(shè)置一堆航點(diǎn),但隨著你對(duì)編程的深入研究,你可以找到方法,通過使用for循環(huán)和if語(yǔ)句來更有效地完成它。但你不必馬上做那事。我開始簡(jiǎn)單,然后逐漸添加更復(fù)雜的東西,如線程,你做同步程序。這使得它非常強(qiáng)大。
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顯揚(yáng)科技是國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，在機(jī)器人、機(jī)器視覺方面有多年的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)，可為你提供完善的售后與保修服務(wù)，以及其他研發(fā)方面協(xié)作，并且提供專用移動(dòng)機(jī)器人工作臺(tái)。
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應(yīng)用案例方向：1.三維機(jī)器視覺機(jī)器人引導(dǎo)系統(tǒng) 2.工業(yè)檢測(cè)與測(cè)量系統(tǒng)3.教育行業(yè)解決方案4.智慧零售解決方案
應(yīng)用場(chǎng)景：汽車制造行業(yè) | 3C行業(yè) | 電子電氣 | 機(jī)械加工 | 液晶半導(dǎo)體 | 食品加工行業(yè) | 醫(yī)藥行業(yè) | 化工行業(yè) | 教育行業(yè) | 生活 | 其他行業(yè)
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