TOOLCRAFT公司
新型e系列協(xié)作機器人處理醫(yī)療器械多功能精密加工任務(wù)
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01 短篇案例
Toolcraft是位于華盛頓州西雅圖的一家小型機械工廠，優(yōu)傲機器人新型旗艦系列中的協(xié)作機器人以30微米重復(fù)精度和內(nèi)置力/扭矩傳感為這里帶來了一派全新景象。該公司需要對數(shù)控機床內(nèi)高難度的三操作機器看護實施自動化改造，通過引入UR5e協(xié)作機器人，公司的生產(chǎn)成本節(jié)省了23％，產(chǎn)量攀升了43％。
02 挑戰(zhàn)
當(dāng)Toolcraft接到大訂單，需要以7*24三班倒的模式生產(chǎn)時，公司就會陷入兩難境地。運營總監(jiān)Steve Wittenberg說：“沒人想上夜班。即便發(fā)了招聘廣告，也沒幾個人來應(yīng)聘?！彼l(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)氐氖I(yè)率僅為3%。于是，Toolcraft將目光投向了自動化領(lǐng)域，最初是考慮引入傳統(tǒng)工業(yè)機器人。
他說：“如果僅僅考慮機器人硬件，這似乎是一種更加經(jīng)濟高效的解決方案，但是，考慮到撤掉防護欄、節(jié)省操作時間、消除繁瑣編程等種種優(yōu)勢后，我們最終選擇了優(yōu)傲機器人。”
視頻 — 美國Toolcraft公司
03 解決方案
Toolcraft要完成的訂單是一個醫(yī)療設(shè)備的多線程部件，需要加載到三步數(shù)控加工操作中。Toolcraft與優(yōu)傲機器人的認證系統(tǒng)集成商Rapid Design Solutions（快速設(shè)計解決方案）討論了這一問題。公司所有人Troy Ojalehto強調(diào)了優(yōu)傲機器人e系列協(xié)作機器人的高精度特性。他說：“進行多操作精密加工時，精度要求也會提高，當(dāng)我們聽說UR5e的重復(fù)精度可達30微米時，我們非常興奮，這的確與傳統(tǒng)工業(yè)機器人不分伯仲，對我們的吸引力很大。我還沒見過其他協(xié)作機器人在進行多操作加工時能達到這么高的精度。送入原材料后，最終呈現(xiàn)的就是高精度零件。
UR5e投入生產(chǎn)半年后，Toolcraft的Wittenberg很快就帶來了喜訊。他說：“產(chǎn)量大幅增加，我們能排夜班了，每周零件產(chǎn)量也從255個增加到了370個。與此同時，我們提前七周完成了年度生產(chǎn)任務(wù)，可以將機器用來生產(chǎn)其他零件?！彼a充說，成本降低了23％，因此Toolcraft大約只需12個月，就能收回在UR5e上的投資?！霸谠S多長期工作中，我們將更具競爭力?！?/p>
像人類操作員一樣工作
優(yōu)傲機器人新型旗艦系列的協(xié)作機器人的另一個新功能是在所有關(guān)節(jié)中進行力反饋，這是使零件緊密貼合數(shù)控夾具的關(guān)鍵因素。Wittenberg說：“借助X、Y和旋轉(zhuǎn)Z軸上的自由力運動，我們可以將零件放在那里、扭動，然后根據(jù)這一適配度輕松完成編程。這樣基本上可以實現(xiàn)類似于人類操作員的機器人操作。
加工周期56分鐘，其中只有6分鐘需要UR5e看護零件。其余時間協(xié)作機器人只是在等待下一個周期。但我們不想讓它閑下來?！彼v述了公司添加零件沖洗和清洗站的方法。當(dāng)UR5e將機械加工零件從機床中取出時，協(xié)作機器人會先將零件浸入沖洗液中，然后用空氣噴射器吹干，最后將零件放在架子上等待裝運。機加工車間還可以通過UR5e的I/O接口輕松控制氣動固定裝置和門致動器。Ojalehto解釋道：“這大幅減少了對數(shù)控接線的需求，并保留了數(shù)控機床的所有標準安全功能。”
當(dāng)Toolcraft在系統(tǒng)集成商的幫助下運行初始應(yīng)用程序后，機加工車間就能夠自行編程和安裝沖洗和干燥站。Wittenberg說：“讓我們真正做到這一點的是優(yōu)傲機器人提供的各種免費在線支持，在我們的自動化工程師參加在線UR學(xué)院之后，他花了幾個小時與集成商合作，并在沒有外部支持的情況下，成功將該工作站添加到了協(xié)作機器人的工作周期中。
起初，由于UR5e將無法執(zhí)行正常的機器管理工作，Wittenberg還擔(dān)心在沖洗站的編程階段產(chǎn)量將會下滑。Toolcraft的團隊發(fā)現(xiàn)，他們可以使用優(yōu)傲機器人的模擬器，并在協(xié)作機器人保持工作的同時，對循環(huán)的幾乎所有新增操作進行離線編程。
UR+夾具加速集成
另一項加速集成的UR方案是UR+計劃，該計劃會對機器人的外圍設(shè)備進行認證，例如夾具、視覺系統(tǒng)、軟件和其他配件，以便與UR協(xié)作機器人無縫協(xié)作。Rapid Design Solutions的Ojalehto說：“對于這種應(yīng)用，我們選擇了Pneu-Connect氣動夾具，主要原因是它經(jīng)過了UR+認證，可以與優(yōu)傲一起使用，所有夾具軟件都直接集成在UR示教器上，無需進行任何腳本編碼?！?/p>
每年增設(shè)一臺協(xié)作機器人，下一步目標是臥式軋機自動化
鑒于首臺協(xié)作機器人的出色表現(xiàn)，現(xiàn)在，Toolcraft計劃每年增加一臺協(xié)作機器人。Wittenberg說：“我們自己的自動化工程師現(xiàn)在可以介入并排除任何有礙我們實現(xiàn)這一目標的問題。這是一項潛在的挑戰(zhàn)，由于軋機在銑床內(nèi)外交換，這給固定帶來了一些困難。但我們相信，我們可以通過使用優(yōu)傲機器人和一些新型固定技術(shù)來解決這些難題。”Wittenberg還說，下一個要在工廠實現(xiàn)自動化的是臥式軋機。
UR協(xié)作機器人型號：UR5e
所用UR+產(chǎn)品：PHD Pneu Connect夾具
04 公司
Toolcraft總部位于華盛頓州西雅圖市郊的門羅，是一家為航空航天、醫(yī)療和國防工業(yè)制造零件的小型機械工廠，提供高效、精確和一致的數(shù)控加工解決方案。www.tcprecision.com
UR5e的重復(fù)精度可達30微米，可勝任將多線程零件精準插入數(shù)控固定裝置的任務(wù)。數(shù)控周期在垂直軋機進行的三項操作、在虎鉗固定裝置的兩項操作，以及在第4軸旋轉(zhuǎn)單元的操作。
Toolcraft的自動化工程師Brian Laulainen說：“UR的自由驅(qū)動功能大幅減少了向機器人示教點位的時間?！?/p>
由UR5e提供的數(shù)控加工周期管理所生產(chǎn)的零件是一種多線程醫(yī)療設(shè)備組件，需要在數(shù)控內(nèi)部進行三步高精度操作。
Toolcraft選擇了PHD的UR+認證夾具PneuConnect作為UR5e的臂端工具。獲得UR+意味著夾具經(jīng)過認證，可與UR協(xié)作機器人無縫集成，所有編程軟件均可直接集成在UR協(xié)作機器人的示教器上。
借助UR5e，相比手工操作，Toolcraft能提前7周完成年度生產(chǎn)任務(wù)。
Rapid Design Solutions的所有者Troy Ojalehto說：“UR的自由驅(qū)動功能大幅減少了向機器人示教點位的時間?！盪R協(xié)作機器人可通過“示教方法”輕松編程，在示教器的程序上添加所需路點后，只需將手臂移動到相應(yīng)點位即可。使用UR模擬器進行編程。Toolcraft為零件離線沖洗和干燥站創(chuàng)造了完整程序，只需在路點將程序傳輸至示教器時，將其插入即可。
在優(yōu)傲機器人的認證系統(tǒng)集成商Rapid Design Solutions的Troy Ojalehto（左）開發(fā)了初始應(yīng)用程序后，Toolcraft的自動化工程師Brian Laulainen（右）就能夠處理日常操作，并開發(fā)零件沖洗和干燥站，以此作為UR5e的一款附加應(yīng)用程序。Laulainen通過UR學(xué)院接受了培訓(xùn)，然后又在Ojalehto的指導(dǎo)下進行了數(shù)小時的實踐培訓(xùn)。
- 員工第三班作業(yè)
- 自動化挑戰(zhàn)性，多工序數(shù)控加工周期
- 生產(chǎn)成本節(jié)省23%
- 產(chǎn)量增加43%
- 與手工勞動相比，提前七個星期實現(xiàn)年產(chǎn)量
- 消除重復(fù)性以及不符合人體工程學(xué)的工作流程
- 無需任何防護欄即可自動執(zhí)行，能夠與工人并肩作業(yè)
- 零維護，無停機時間或機器周期中斷
- 30微米重復(fù)精度
- 所有關(guān)節(jié)提供應(yīng)力反饋
- 12個月實現(xiàn)投資回報
- 協(xié)作性與安全性
- 編程簡單
- 通過優(yōu)傲學(xué)院在線模塊進行免費培訓(xùn)
- 通過優(yōu)傲模擬器進行離線編程
- 多工序數(shù)控機器看護
- 零件沖洗和干燥處理
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經(jīng)濟高效、安全靈活的協(xié)作式機器人使自動化變得前所未有的高效便捷，即使在中小型企業(yè)也同樣如此。
