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UR10e协作式机器人自动化处理货物的拣选和包装

作者:库崎 发布日期:2021-11-02 10:43

01:短篇案例

DCL Logistics需要一个灵活的自动化系统,该系统需与现有的工作单元设置相结合,并在公司的履行中心准确处理货物的拣选和包装。该公司部署了优傲机器人的UR10e协作式机器人,提高了500%产能,节省了50%的劳动力,投资回报周期仅为3个月,且订单准确率达到了100%。
 

02:挑战

呈爆炸式增长的电子商务需求丝毫没有放缓的迹象,第三方物流(3PL)履行中心成为了这种需求增长的温床。DCL Logistics 首席营收官Brian Tu说:“在过去的五年里,我们直面消费者的订单履行解决方案每年的增长速度为20%。”DCL Logistics是一家全渠道物流公司,主要通过其在肯塔基州、洛杉矶和硅谷中心的履行中心,为新兴和高速增长的电子产品、数字本土品牌和医疗技术设备提供服务。“我们需要更快、更大规模、更低价、直接面向消费者的订单履行服务,这种需求也变得越来越重要。”


对于一家手工劳动密集型的传统企业而言,在劳动力短缺的背景下实现这些目标并非易事。随着每小时劳动力成本不断提升,这些增加的成本必须从其他方面节省资金来抵消,此外,季节性的需求激增也带来额外的挑战。在假期期间,有近一半的DCL客户的销售额会大幅飙升,其中一年的最后两个月的销售额占40%。


DCL团队研究了现有的机器人拣选和履行系统,公司需要的是一种可定制、灵活的系统,以满足客户的需求,但最终却没有找到任何能够非常符合公司要求的系统。DCL Logistics的总裁Dave Tu表示:“这些系统不是太贵,投资回报率低,就是应用不适合我们服务的客户,也不具备我们所需的灵活性。”“因此,我们就想,‘为何我们不尝试自己搭建一个这样的系统呢?’”


案例视频 — 美国DCL Logistics部署的UR10e协作式机器人

 

03:解决方案

DCL Logistics将其自动化团队派往南加州的ATX West贸易展,以研究不同的机器人方案。团队任务是分析哪种机器人较适合DCL现有可行的工作流程、公司环境、文化和未来计划。自动化团队计划把机器人安置于中心位置,这样一来机器人就可以同时从一前一后的两个单元中拣选产品。优傲机器人的UR10协作式机器人 的工作范围可达51英寸(1300mm),是少数几个满足DCL Logistics要求的公司之一。


Brian Tu说:“优傲机器人所提供的解决方案恰好满足我们的需求。第一,他们的机器人是模块化的,我们可以慢慢对其扩展,进一步掌握自己的真正需求。第二,优傲机器人的编程方式十分灵活,我们可以很容易就将其搭建并集成到我们的系统中。第三,这种机器人可与我们现有员工一起工作,这一点对我们来说至关重要:确保机器人能增强我们目前从事的工作。”

 

全天候运行的应用

该应用内置一个传送带,传送带负责堆积箱子、将这些箱子对齐排列并移动到装载位置。机器人每六秒钟拾取一件产品,将其置于扫描装置前,然后再把产品放入箱子。若产品不符合规范,机器人则会将其放入废品箱,无需暂停生产即可继续拣选下一件产品。该应用的设计旨在每周7天、每天24小时不间断运行,无需任何人工干预。


DCL Logistics的自动化工程师Isaac Toscano解释说,这种自动化生产线对工人来说也是一个福音。他说:“在我们的工作流程中,订单通常会在晚上不断堆积。员工们早上起来启动机器,就会看到大量的不同订单。但机器人能为他们减轻很大的负担,因此,他们总是催我们赶紧启动机器人,让机器人准备就绪。在季节性的需求飙升期间情况尤为如此,比如感恩节后的“黑色星期五”。在“黑色星期五”当天,优傲机器人在一天内就处理了4400份订单,只需少数几位员工来确保零件得到补充,机器人就可以持续不停地工作。
 

04:提高了500%产能,节省了50%的劳动力

过去,传统的手工拣选流程需要五个人来处理:一个人负责在仓库取货,一个人负责把货送到生产线上,一个人负责验货,一个人负责打包,最后一个人负责包装和发货。


Brian Tu表示:“这个机器人系统可以在两小时内完成五人小组一整天的工作。事实上,机器人系统为我们节省了超过50%的劳动力成本。”通过这种方式,这些机器人解决了一个主要问题,即随时需要对人工进行管理的问题,这一点对DCL Logistics的业务增长来说也是至关重要。一旦机器人取代工人,并完成之前工人所做的任务,那么公司就可以将工人重新分配到其他服务,或培训工人来管理和维护机器人。在旺季,该公司在不增加员工数量的情况下就可以满足客户的需求。


3个月的投资回报周期和100%的订单准确率

Brian Tu解释道,节省下来的费用也为DCL的客户带来了好处。“通过采用机器人系统,我们节省了大量的劳动力,这不仅让我们能够以更低的价格完成任务,也让我们能够将节省成本回馈给客户。”


Dave Tu补充道:“据我们了解,优傲机器人为我们提高了500%的产能。”到目前为止,这些机器人的投资回报周期已经达到了三个月。”Tu预计随着公司集成更多的机器人,投资回报周期会变得更短。作为第三方物流的技术前沿企业,DCL拥有输出量大、效率高和精度高的竞争优势。大约在20年前,DCL Logistics就已经通过了ISO-9001认证,该认证要求公司满足特定的操作流程标准,这也是该公司与众不同之处之一。Brian Tu说:“这意味着机器人必须拥有同样的精确度,起码要保证同样的准确率和输出量。得益于优傲协作式机器人,我们的订单准确率从99.5%提高到了100%。”
 

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DCL Logistics自动化工程师Isaac Toscano此前没有机器人技术的经验。他接受了 优傲学院 的线上培训,感到非常惊喜。他说:“一份可以真正参照的教程和一台可以将知识付诸实践的实际设备能够发挥巨大作用。对于优傲机器人而言,仅凭基本教程和示教器,您就可以立即对机器人进行编程,轻松地生成简单的命令,并在此基础上扩建您的项目。”

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为了了解更多有关优傲协作式机器人的设置和编程信息,DCL Logistics的工程团队完成了 优傲机器人学院 提供的免费在线培训模块。

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DCL Logistics将机器人单元的运行整合到自己控制订单履行的操作界面中。

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DCL Logistics使用UR+展厅为他们的优傲协作式机器人购买认证的外围设备。

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DCL选择两个UR+认证的外围设备作为UR10e的机械“臂”和机械“眼”;Piab piCOBOT 夹具 和 DataLogic 摄像机 ,其中DataLogic摄像机可同时扫描多个条形码,或扫描单个零件号和单个序列号。

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DCL Logistics选择的piCobot夹具通过了UR+认证,这意味着该夹具可与优傲协作式机械人无缝集成,piCobot夹具还附带URCap软件,使用该软件就可以直接通过优傲协作式机器人自带的示教器对夹具进行编程和操作。

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Toscano解释说:“你可以通过示教器上的UR CAP界面实际模拟和控制夹具的力度。piCOBOT夹具拥有几种可以实际控制夹具力度和错误代码的内置功能。”在配备piCOBOT夹具后,优傲机器人可以抓取货架上的产品,但一旦抽吸过程出现漏气或无法抓取,内置警报就会向应用报告故障,这样一来团队就可以控制差错或调控机器人的运作。

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在首次成功安装UR10e协作式机器人后,DCL Logistics现在已经订购了更多的优傲协作式机器人,并准备将这些机器人部署在一个更大的传送系统中。
 

05:在优傲学院和优傲模拟器的帮助下易于实施

UR界面和软件非常易于使用,协作式机器人系统可以灵活实施,以及优傲提供的支持也起到了巨大的帮助,这些都令DCL Logistics自动化团队感到惊喜。


DCL Logistics的高级软件工程师Walter Perchinumio说:“在听到有人提出使用机器人来履行订单的时候,我真的很激动。我们浏览了 优傲机器人学院网站 ,并试图了解这个六轴机器人究竟能做什么。看到它就像一见钟情一样,因为我喜欢描述性编程这种能力。”


令Perchinumio感到兴奋的另一件事是,他在优傲网站上找到了 免费应用模拟器 ,模拟器可为团队成功编写系统程序提供充分的信心。“我第一次看到它的时候,心想‘没错,就是它了,我们可以用它测试任何东西。’我们在模拟器中看到的是真实的界面,因此,我们与机器人一起工作的第一个月基本上是仅通过模拟来实现的,也是我最终选择优傲机器人的一个决定性因素。”


UR+平台提供认证的外围设备

DCL Logistics的自动化团队通过同时使用UR+在线平台 和模拟器来研究和选择适合应用的外围设备。每个UR+产品都经过了测试和认证,加上附带的UR CAPS软件让整个流程实现即插即用,而无需学习机器人命令。DCL选择了一个 Piab piCOBOT 夹具 和一个 DataLogic 摄像机 ,其中DataLogic摄像机可同时扫描多个条形码,或扫描单个零件号和单个序列号。


优傲协作式机器人的另一大优势是可以使用机器人作为控制器,而不需要PLC。优傲协作式机器人拥有足够多的I/O端口,因此不需要单独的PLC。Perchinumio能够开发出由机器人控制所有传送带运动的脚本代码。得益于优傲协作式机器人,他表示:“这实际上是件简单的事。”


Toscano补充道:“目前,我们所有的机械设备(扫描装置、传感器、螺线管、安全灯)全都与机器人的I/O板相连接。示教器非常人性化,I/O控制器也是如此。”


未来计划:传送系统中拥有10到20个优傲协作式机器人


虽然目前电子商务仅占零售市场份额的15%,但这个数字仍在持续上升,DCL Logistics的客户需要的是一个仍有提升空间且精确的订单履行合作伙伴。Dave Tu说:“我们认为,在未来的五至十年间,机器人技术作为DCL运作的一部分将会变得越来越重要。随着我们集成更多的系统,我们将从一个机器人系统发展到多个机器人系统,目前的设想是拥有10到20个机器人。”
 

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DCL Logistics的员工能够轻松地与全新的协作式机器人单元进行交互,这也是管理层在考虑不同自动化方案时最终选择优傲协作式机器人的决定性因素之一。

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该应用内置一个传送带,传送带负责堆积箱子、将这些箱子对齐排列并移动到装载位置。机器人每六秒钟拾取一件产品,将其置于扫描装置前,然后再把产品放入箱子。若产品不符合规范,机器人则会将其放入废品箱,无需暂停生产即可继续拣选下一件产品。该应用的设计旨在每周7天、每天24小时不间断运行,无需任何人工干预。

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不同于市场上许多其他的协作式机器人解决方案,优傲的协作式机器人可以安装以任何需要的方向进行安装,包括DCL Logistics所采用的颠倒式安装。

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产品拣选出来后,由Datalogic视觉摄像机负责验证SKU,并向UR10e协作式机器人发送“通过”或“未通过”的命令,如果拣选出来的产品存在问题,UR10e协作式机器人会将其放入废品箱。

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优傲协作式机器人的另一大优势是可以使用机器人作为控制器,而不需要PLC。优傲协作式机器人拥有足够多的I/O端口,因此不需要单独的PLC。DCL Logistics的高级软件工程师Walter Perchinumio能够开发出由机器人控制所有传送带运动的脚本代码。得益于优傲协作式机器人,他表示:“这实际上是件简单的事。”DCL Logistics的自动化工程师Isaac Toscano补充道:“目前,我们所有的机械设备(扫描装置、传感器、螺线管、安全灯)全都与机器人的I/O板相连接。示教器非常人性化,I/O控制器也是如此。”

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DCL Logistics的自动化工程师Isaac Toscano说:“我们所用的每个托盘可以装120件轻薄物品。机器人的每一侧都可以装700件。如果所有托盘装一样的物品,机器人就可以连续运行8个小时,而无需重新装填。到了第二轮班,只需要在开始处理订单前重新装满这些托盘,机器人就可以再运行8个小时。

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优傲协作式机器人内置有安全系统,一旦机器人在行进途中遇到障碍,就会自动停止工作。DCL Logistics还增设了安全扫描装置作为额外的安全防护措施,一旦有员工进入工作单元,安全扫描装置就会向机器人发出警报,令其停止工作。
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作为第三方物流的技术前沿企业,DCL拥有输出量大、效率高和精度高的竞争优势。大约在20年前,DCL Logistics就已经通过了ISO-9001认证,该认证要求公司满足特定的操作流程标准,这也是该公司与众不同之处之一。首席营收官。Brian Tu说:“这意味着机器人必须拥有同样的精确度,起码要保证同样的准确率和输出量。得益于优傲协作式机器人,我们的订单准确率从99.5%提高到了100%。”



看到它就像一见钟情一样,因为我喜欢描述性编程这种能力。WalterPerchinumioDCLLogistics高级软件工程师
 

已解决的自动化难题:
  • 减少招聘季节工的需求
  • 员工现在可以腾出时间处理增值率更高的任务
  • 确保全球成本竞争力
  • 自动化单调繁重的工作
  • 能够自动进行高混合/小批量生产
  • 将履行单元与公司的操作软件界面相集成
关键驱动因素:
  • 增加了500%产能
  • 100%订单准确率
  • 3个月实现投资回报
  • 协作性与安全性
  • 轻松排除故障并降低维护成本
  • 使用UR控制器作为整个单元的PLC,可轻松与外围设备(如传感器,传送带,螺线管,摄像机和末端执行器)相连接
  • 节省50%的劳动力
协作式机器人解决的任务:
  • 控制履行单元、拣选、验证并将物品放入传送系统中的箱子


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