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协作式机器人为压铸件制造商提升国际市场竞争优势

作者:库崎 发布日期:2021-11-10

01:短篇案例

在一个大型外包项目招标中,芝加哥压铸件制造商RCM Industries与墨西哥的一家供应商同时参与了竞标。优傲机器人的新型e系列协作式机器人内置力扭矩传感器,可完成重复性高精度任务,帮助企业增加产量,降低成本。RCM Industries引入这款机器人后,将员工安排到了高附加值岗位上,与低工资国家的企业相比,公司的竞争力显著上升。
 

02:挑战

RCM Industries的一家大客户计划通过外包的形式降低成本,RCM Industries深知,必须要在不降低产品质量的前提下压缩产品成本。在数控机床卡盘上装配和自调零件的精度要求较高,这是横亘在自动化生产面前的一道难题。


案例视频 - RCM Industries, 美国

 

03:解决方案

RCM现已在两个相同的单元中部署了UR10e协作式机器人,它们各管理两台同一周期中的双主轴数控机床,这种车床可生产一款消费管道产品。操作员只需将零件加载到工作台上,机器人即可将它们从一个工位移动到另一个工位,拣选未加工零件,将其放入预固定装置中并对齐,然后先将其放在第一个卡盘上,再放在第二个卡盘上,最后将处理完毕的零件放在传送带上返回给操作人员。协作式机器人的集成力扭矩感应器可在卡盘上搜索正确的位置,并进行自调。借助力扭矩传感器,机器人还能测出并拒收变形或未正确加载的零件。


在另一RCM应用中,一台UR10协作式机器人会从直角坐标机器人管理的车床上拣选金属环。UR10会先把零件放入清洗槽,洗掉附着的润滑剂,然后将零件放在鼓风机前吹干,最后将成品放在滚筒上。


RCM Industries工程和技术主管Rob Marconi说:“这些单元的产量完全一致,效果立竿见影。”操作员手动加载机床时,经常要处理多个任务,例如检查部件,并将部件放入/取出单元。所以,即便操作员能快速加载机床,各单元的产量也可能有出入。Marconi说:“机器人永远都在相同的时间做相同的动作,所以机器人投入运行后,产量很快就增加了15%左右。”


无需防护栏,轻松调整


机器人工作时,操作员可以自由进入单元,以便调整数控机床或执行其他任务。与传统机器人相比,在通过初步风险评估后,协作式机器人能在无防护栏的场景下工作,这是它的一项核心优势。Marconi解释道:“如果协作式机器人加载失败,它将向操作员发出错误信号,在这种情况下,操作员无需打开任何防护栏,锁具或取下任何标签,即可进入单元取出零件,并重新启动周期。”
 

协作式机器人为压铸件制造商RCM Industries带来国际市场竞争优势


RCM Industries引入UR10e之前,Rob Marconi就借助优傲机器人的免费模拟程序完成了UR10e的全部编程工作。他说:“编程后,只需把闪存盘插入优傲协作式机器人的示教器,加载程序,然后在单元中稍作微调即可。
 

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我们的机床管理应用对精度的要求较高,借助优傲机器人e系列协作式机器人的内置力扭矩传感器,我们可使用其部分力学特性搜索卡盘上的正确位置,并根据该位置进行自调。这款应用堪称完美。”
 

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抓住优傲协作式机器人的机械臂,并将其移至目标路径点,即可完成编程。
 

协作式机器人为压铸件制造商RCM Industries带来国际市场竞争优势


优傲协作式机器人的周围无需设置防护栏,这是一项核心优势(基于风险评估)。操作员和数控机械师均可在单元中的协作式机器人旁边工作,无需在每次要调整或加载零件时上锁/挂牌并关闭单元。
 

协作式机器人为压铸件制造商RCM Industries带来国际市场竞争优势


在三个班次中都部署优傲协作式机器人后,RCM Industries共减少了8名操作员的配置。Mike Higgins说“员工们可以从事其他增值业务,因此我们的收入和产能实现了双丰收。
 

04:无需防护栏,轻松调整

机器人工作时,操作员可以自由进入单元,以便调整数控机床或执行其他任务。与传统机器人相比,在通过初步风险评估后,协作式机器人能在无防护栏的场景下工作,这是它的一项核心优势。Marconi解释道:“如果协作式机器人加载失败,它将向操作员发出错误信号,在这种情况下,操作员无需打开任何防护栏,锁具或取下任何标签,即可进入单元取出零件,并重新启动周期。”
 

05:员工可从事安全性、利润率更高的工作


协作式机器人实现了自动化生产,因此这些岗位的招聘门槛也放低了,销售和市场总监Mike Higgins讲述了公司如何通过提高竞争力,将就业岗位留在美国。他说“员工们可以从事其他部门、其他岗位的工作,因此我们的收入和产能实现了双丰收。我们这样的城市很难招到人,每家企业都在打“抢人大战”。所以我们得盘点能实现自动化的岗位,尤其是重复性工作占比高的岗位。
 

协作式机器人为压铸件制造商RCM Industries带来国际市场竞争优势


首台协作式机器人效果不错,所以在RCM,用协作式机器人实现自动化生产已经成为了我们的企业文化。
 

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RCM Industries目前已部署两台UR10e协作式机器人,它们各管理两台同一周期中的双主轴数控机床。Mike Higgins说道:“一台机器人能管理两台数控机床,投资回报率自然大幅提高。道理很简单:协作式机器人的成本抵消了人工成本。正常运行时间增加了、电力成本、维护成本,以及自动化工程师的人工成本减少了,因此投资回报周期缩短到了一年内。”
 

协作式机器人为压铸件制造商RCM Industries带来国际市场竞争优势


在第二个加工周期完成后,成品零件会被放置在出料传送带上。
 

协作式机器人为压铸件制造商RCM Industries带来国际市场竞争优势


通过将零件依次放在第一个和第二个卡盘上,UR10e可在双主轴车床上管理两个加工周期。
 

06:在线资源简化集成


Marconi虽然没有机器人编程经验,但依然能从优傲机器人下载PolyScope仿真软件,并在引入机器人之前创建全套程序结构。他只需将程序下载到协作式机器人上,并使用优傲协作式机器人的示教器在现场示教路径点即可。


为夹持用于机床管理应用的零件,RCM Industries从在线UR+展厅中选择了一款PHD三爪气动连接夹具。这款夹具通过了UR+认证,是一种即插即用的可集成设备。Marconi说:“这款设备内置了多种空气阀,并完成了布线,与机器人集成所需的所有编码均已准备妥当,我们只需将一根电线插入机器人,然后把软件直接安装到示教器上就行了。”
 

协作式机器人为压铸件制造商RCM Industries带来国际市场竞争优势


当UR10在后台将零件装载和卸载到清洗槽中时,操作员可以集中精力控制质量。在引入UR10之前,每班都需要安排一个人操作该应用。现在,轮班结束后,该单元能在只有协作式机器人,没有操作员的情况下运行,第一个班次的操作员即可检查第二和第三个班次的所有部件,因此人员编制可再减少两人。
 

协作式机器人为压铸件制造商RCM Industries带来国际市场竞争优势


RCM Industries的清洗槽应用非常简单。Rob Marconi解释道:“我们有一个实习生,虽然他没有任何机器人操作经验,但他很快就学会了编程,整个夏天都在用它加快周期循环速度,让它能跟上机床运行。”
 

协作式机器人为压铸件制造商RCM Industries带来国际市场竞争优势


RCM Industries部署的首台协作式机器人是UR10,它从由直角坐标机器人管理的数控机床中拣选加工零件。UR10先将零件放入清洗槽中,然后使其通过鼓风机烘干,最后将成品零件放在滚筒上。
 

协作式机器人为压铸件制造商RCM Industries带来国际市场竞争优势


当零件加工完毕,通过数控机床的出料传送带运抵时,UR10会拣选这些零件,并将其放入清洗槽中,以冲洗加工过程中的各种润滑剂。
 

协作式机器人为压铸件制造商RCM Industries带来国际市场竞争优势


UR10配有Robotiq公司经UR+认证的夹具,UR10机器人会将零件移至鼓风机前做圆周运动,以便吹干零件上残留的清洗槽液体。
 

07:投资回报周期短,有利长远发展

Marconi认为,协作式机器人的投资回报周期不足一年,这将为企业发展带来长远利益。他解释说:“这些机器人能轻松重新部署,这是我非常喜欢的一点,我们未来将会引入更多的机器人。“我们的生产线会越来越多,产能目标也会上升,所以我们计划将这些机器人转移到其他区域,以便继续提高产能。转移后既不用重新布线,也不用放置防护栏。”这与传统的工业机器人有很大区别,移动工业机器人笨重的防护栏会导致成本和停机时间上升,所以这种机器人很少被重新部署。


自动化专家Cameron Friend与FPE Automation帮助RCM选择了优傲协作式机器人。他说:“e系列机器人是我们向客户推荐的首选协作式机器人。”他提到的优点包括编程直观、用户体验出色、关节更换快、集成了力扭矩传感器,当然,除以上种种优势外,UR3e和UR5e的重复精度还增加了30微米,UR10e的增加了50微米。“这些都是帮助我们拓宽产品市场的关键优势。除管理机床外,协作式机器人还能完成去毛刺、分配、包装和码垛等工作。”

 



MikeHiggins RCM Industries销售兼市场总监表示:我们总是在问,它能自动化吗?要多少投资?回报率高吗?我们发现,大多数的投资都可以快速见到成效。
 

克服的自动化挑战:
  • 在单一单元中减少6名操作员的岗位编制,在轮班结束后减少2名操作员的岗位编制

  • 产能提升15%

  • 让员工从事安全性、利润率更高的工作,提升员工满意度

  • 安全性高,主管可进入工作单元检查精细尺寸

  • 轻松部署,可处理多种生产任务

关键价值驱动因素:
  • 部署方便、快捷,可重新部署

  • 轻松离线编程,减少停机时间

  • 配有力扭矩感应器,便于卡盘自调、自动拒收缺陷零件

  • 重复精度提升50微米,适用于高精度任务

协作式机器人完成的任务:
  • 双主轴数控机床管理

  • 通过清洗和干燥周期拣选和放置零件



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