01 短篇案例

TASK FORCE TIPS 是一家消防設(shè)備提供商。該公司希望充分利用維保加工單元，將其用于更加復(fù)雜的任務(wù)，同時(shí)保持機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及一致的產(chǎn)品質(zhì)量。該解決方案采用了四臺(tái)協(xié)作式優(yōu)傲機(jī)器人，以便在各任務(wù)間靈活部署。

02 挑戰(zhàn)

印第安納州的 Task Force Tips 早在 1990 年就將機(jī)器人與機(jī)床結(jié)合使用。彼時(shí)，機(jī)器人只能在所安裝的機(jī)器上進(jìn)行作業(yè)，無(wú)法移動(dòng)到其他機(jī)器上：

“所導(dǎo)致的問題就是，機(jī)器磨損老化后，價(jià)值 10 萬(wàn)美元的機(jī)器人便無(wú)任何用武之地了。聽說協(xié)作式機(jī)器人十分靈活，我們便決定試一試這種新技術(shù)。”Task Force Tips 首席執(zhí)行官 Stewart McMillan 說道。

03 解決方案

Task Force Tips 安裝了一臺(tái) UR10 機(jī)器人和兩臺(tái) UR5 機(jī)器人，用以維保數(shù)控機(jī)床；又在一個(gè)推車工作臺(tái)上安裝了第四臺(tái) UR5 ，負(fù)責(zé)在各任務(wù)間進(jìn)行調(diào)用。McMillan 稱這一工作場(chǎng)景為“根本性范式轉(zhuǎn)移”：

“過去使用機(jī)器人的主要障礙是需要在機(jī)器周圍安裝圍欄。而優(yōu)傲機(jī)器人卻不用。我們可以將安裝了機(jī)器人的工作臺(tái)移動(dòng)到機(jī)器前，花幾分鐘即可教會(huì)機(jī)器人裝載零件。”

Task Force Tips 生產(chǎn)主管 Cory Mack 表示，使用優(yōu)傲機(jī)器人后，人員需求從 7 人減少到 3 人：

“現(xiàn)在每個(gè)操作員每班只需要大約一小時(shí)的時(shí)間便可操作機(jī)器人，以對(duì)零件和機(jī)器人進(jìn)行安排與配置。也就是說，機(jī)器人可以獨(dú)立運(yùn)行 21 個(gè)小時(shí)，所以我們大約只需要 34 天便可收回機(jī)器人的投資成本。”

04 UR5機(jī)器人的工作

同時(shí)，兩臺(tái) UR5 機(jī)器人協(xié)同工作也優(yōu)化了生產(chǎn)。坯料到達(dá)入料輸送帶時(shí)，第一臺(tái) UR5 機(jī)器人利用視覺引導(dǎo)對(duì)坯料進(jìn)行識(shí)別，然后拾取坯料，將其插入第一臺(tái)銑床。之后，UR5 取出已經(jīng)在車床上的半加工零件，將其交給另一臺(tái) UR5。第二臺(tái)機(jī)器人將零件插入第二臺(tái)機(jī)器，取出完整的加工零件，并放在出料輸送帶上，然后由操作人員將零件放到陽(yáng)極氧化機(jī)架上，便完成了一個(gè)周期工作。

正如 Task Force Tips 自動(dòng)化專家 Adam Hessling 所說，這一流程著實(shí)令人折服，給人一種輕輕松松即可實(shí)現(xiàn)的錯(cuò)覺。他還將自己自嘲為“不具備專業(yè)機(jī)器人編程經(jīng)驗(yàn)的熟練工匠”。機(jī)器人切換和視覺引導(dǎo)均采用優(yōu)傲機(jī)器人控制器中的 MODBUS 通信協(xié)議寄存器。

當(dāng) UR5 將未加工的零件放入車床中時(shí)，機(jī)器人的力檢測(cè)系統(tǒng)將識(shí)別零件是否存在畸形，鋸痕是否有芒刺，或者在卡盤爪中是否有切屑等。

“如果機(jī)器人在試圖到達(dá)設(shè)定的放置點(diǎn)時(shí)遇到障礙物，致使手臂末端的力超過 50 牛頓（這是我編程時(shí)設(shè)置的最低值），機(jī)器人就會(huì)知道出現(xiàn)了問題，” Hessling 說道。Hessling 負(fù)責(zé)這臺(tái)機(jī)器人的編程，他通過施加空氣沖擊，試圖清除這一過程中所遇到的任何碎片。

機(jī)器人施加多次空氣沖擊后，如果仍無(wú)法完成零件的放置，機(jī)器人便會(huì)通知機(jī)器執(zhí)行“卡盤清洗”循環(huán)，利用機(jī)器的高壓冷卻系統(tǒng)將碎屑從卡盤爪中清除掉。如果經(jīng)冷卻系統(tǒng)清洗后，仍無(wú)法裝載零件，機(jī)器人的觸摸屏上會(huì)彈出窗口，指示操作員清除卡盤爪中的碎屑，然后按繼續(xù)即可。如果問題依然存在，則會(huì)彈出另一個(gè)窗口，完全終止該程序。操作員可以診斷問題、進(jìn)行修復(fù)，再恢復(fù)生產(chǎn)。

“據(jù)我估計(jì)，這臺(tái)機(jī)器人每小時(shí)能修復(fù)大約三到四次‘加載失敗’的問題，真是幫了我們很大的忙，助我們消除了停機(jī)時(shí)間。操作員大約每個(gè)班次只需要干預(yù)一次，有時(shí)完全不用任何干預(yù)，”Hessling 解釋說。

此外，員工也從機(jī)器維保的工作中解放了出來(lái)，這對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量起到了重要作用。

“我們的員工將不必?fù)?dān)心機(jī)器是否在持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣他們便有了更多的時(shí)間對(duì)機(jī)器加工產(chǎn)品進(jìn)行外觀檢查。“使用優(yōu)傲機(jī)器人后，零件質(zhì)量達(dá)到了新的高度，同時(shí)也讓我們的員工有精力提出新的想法和方法來(lái)改善我們的生產(chǎn)。”TFT 生產(chǎn)主管表示，他目前正在測(cè)試優(yōu)傲機(jī)器人在去毛刺、包裝和激光機(jī)器方面的應(yīng)用。