优傲机器人降低生产废品率，企业生产效率提高30％
发布时间：2021-06-23 19:17:27 作者：显扬科技
面对竞争激烈的劳动力资源并且无法扩大规模，消费者工具公司的运营总监John Griffin转向他唯一可控制的变量：工业自动化。
隐藏在俄勒冈州阿什兰的一个乡村山谷里，第四代家族企业Darex需要在不招聘更多人的情况下添加更多产品。 该公司在一个屋檐下研发、生产、校准钻头，刀具等磨刀机。 在那里生产的品牌包括Darex工业钻头磨刀机，Drill Doctor专业和DIY钻头磨刀机，Work Sharp户外刀和工具磨刀机以及Work Sharp Culinary菜刀磨刀机。
Darex一再被选为俄勒冈州南部的顶级企业之一，尽管长期以来，其许多工作都涉及重复的，符合人体工程学的不友好的手工任务。 2017年，Darex运营总监John Griffin寻求工业自动化，将他认为最有价值的资产 - 他的地板运营商 - 从这些类型的任务中拿走。
“基本上，我需要用相同数量的资源做更多事情，”他说。格里芬考虑自动化并开始研究优傲机器人，特别是他曾在几个贸易展上看过的一系列合作机器人。 “他们似乎很容易编程，甚至那些不销售机器人的供应商也在他们的摊位上使用这些机器人，”他回忆道。
优傲协作机器人广泛使用的原因之一是它们内置的安全机制，当它遇到障碍时会自动停止机械臂。一旦进行风险评估，优傲机器人就可以在没有安全保护的情况下运行。 “我们的生产区域很小，所以我想要的东西不需要新的专用空间，”格里芬说。 “很高兴能够将优傲机器人安装到生产线的中间，而不会占用比人更多的空间。现在，我可以让人们在没有一堆囚禁的情况下在优傲机器人旁边工作。“
最终该公司使用了优傲机器人，首先是螺杆驱动操作，后来是案例架设和案例包装应用。该项目从最初的安装迅速扩展到一个完整的自动化生产线，通过优傲机器人示教器和HMI界面编写了多个工作站。整个系统是内部开发的，公司继续在优傲机器人平台上构建DIY解决方案。但回顾过去，Darex两年前第一次涉足协作机器人，实际上只是一个气象气球，可以看出可以实现哪些优势。
“一旦我们在设施中有一个合作机器人，我们很快意识到我们可以用它做很多事情。我们立即将它放在一个将[磨刀器]外壳拧在一起的位置。传统上我们会有一个带有气动螺旋枪的操作员从螺丝展示器上取下螺丝，将其粘在机器上，并将其驱动到扭矩 - 非常单调，非常符合人体工程学的不友好工作，“格里芬说。为了减轻操作人员的这一不良任务，Darex选择了UR3协作机器人，优傲机器人系列最小的协作机器人，达到19.7英寸，有效载荷为6.6磅。该公司能够与螺丝展示器保持完全相同的设置。和螺旋枪唯一不同的是，优傲机器人现在正在完成任务。当手动完成工作时，操作员有时会错过螺钉插入，因为外壳中的孔很难看到。 “UR3机器人会一直击中所有螺丝，如果没有，它会立即通知我们，”Darex的生产工程主管Sam Jacobson说。 “通过优傲机器人的加入，我们确实看到了产品质量的提高。”
当Darex第一次收到UR3机器人时,格里芬对开箱即用的体验感到惊讶。"我的一个工程师接待了这个单位;他基本上把它从箱子里拿出来,在一个小时之内就让它做了一些事,只是胡乱地玩了它,"他回忆道。"这非常直观,他能够很快地完成一些事情。我印象非常深刻。
旋螺应用的成功迅速促使Darex以全新的面貌审视其整个装配线。"由于我们的第一个应用进行得如此顺利,我们决定增加传送机系统和所有PLC控制的东西,如气动压机,并在包装盒侧添加另一个优傲机器人,"Jacobson说。几个不同的解决方案来控制整个系统。"实际上,我决定使用优傲机器人控制器来编程和处理整个生产线,使用 Modbus 通信通过 优傲机器人 的教式吊坠连接不同的 PLC,"他解释道。"我可以这么快就计划好整个事情,我对这个决定很满意。
UR5机器人代替案例直立器
在选择通用机器人的UR5机器人用于立例应用之前,该公司考虑使用更传统的机械外壳直立器。"但是,他们做什么是有限的,他们只处理一定范围的案件。我们希望有更大的灵活性,"Griffin 说,他解释说,将箱子折叠成形状并在其中添加产品是一项快节奏的任务,员工长时间不喜欢这样做。"虽然我们的许多产品都是四包,但有些是单包装,我们对某些客户进行特殊包装。例如,亚马逊要求我们的许多磨刀放在一个可装的集装箱里[自有集装箱(SIOC)],这样他们就不必重新装箱了。我们有很多不同的案例包装配置,而且它们的数量也越来越多。
UR5机器人接管后,正在处理整个案例包装周期,从联体从盒式磁带中取出每个模切瓦楞运货机开始,然后将其折叠成形状。它将折叠的盒子放在过渡平台上,将其推入一个挤压槽中,无需胶带即可容纳箱子的形状,在到达传送带上时抓住四个单独的纸箱,然后装入箱子。当外壳已满时, 优傲机器人会关闭盖子,并通过 3M 绑带站将外壳推入底部和顶部胶带。
DIY 心态
Griffin 强调了内部可配置性和灵活性对于协和机器人和相应的 PLC 控制器的重要性。例如,Darex 将 SICK 制造的区域传感器添加到包装区域。当操作员进入该区域时,传感器会减慢吸尘器的速度。大多数时候,操作员不需要在包装箱区,所以格里芬有机器人全速运行。但有时操作员可能需要进入。
格里芬说:"我们实际上把传感器放在了原地,这样每当有人走进那个邻近地区时,机器人会稍微减速,对外部输入更加敏感。说到DIY,U5机器人外壳直立器本身的末端效应器也是一个内部工作。3D 打印的末端效应器使用麦克马斯特卡尔的气动吸力配置来打开和折叠瓦楞纸箱并打包。
格里芬说:"我们家里有几台3D打印机。"我们有很多 3D 打印的固定,我们可以快速使用它们对项目进行原型制作,因此它们是现场的一个很好的功能。
Darex 的下一个任务是自动执行(当然,还有内部解决方案)在出站输送机上的磁带密封站时对箱子进行堆垛。Griffin 说:"我们的许多产品、纸箱和箱子虽然不相同,但尺寸和形状非常相似,因此,这似乎是一个不错的下一个应用。"这也将防止我们的员工一直伸手而弯腰。看看我们已经创建的装配线,我们也可以很容易地采取它,并复制它两到三次在我们的生产领域,并完成同样的事情与其他产品。
"我们可能会从通用机器人公司购买另一个合作机器人,因为我们拥有这个品牌,而且我们已经有几个人为UR机器人做集成和编程,所以我们在那里有一些机构知识。
行尾和下一步
当箱子到达箱包站时,它们通过输送机传送到自动检重秤,在那里进行称重,以确保纸箱内没有丢失或多余的物品。如果发生重量不足或过重的情况,检查站发出的信号将发送到 UR5机器人 以将纸箱放在一边。"我们摆脱了这个案子,回到我们正在做的事情,而不是仅仅惊慌失措,停止整条生产线。这是一个非常整洁的功能,我们编程到它,"格里芬说。
包装后,胶带箱离开胶带封盖机,运输标签是手工贴。公司每天可能会更改配置五到六次,而亚马逊的 SIOC 发货商则出现另一个麻烦
"显然,我们对于每种配置都有不同的标签。目前,这是手动完成的,但作为下一个迭代的一部分,我们将自动标记容量添加到我们的自动化生产线中,"Griffin 说。"这将在磁带上抓手之后就行。产品将流过,成为自动标记,然后准备堆垛。
目前,堆垛涉及每个托盘手动配置的 288 个单位。它们在生产中托盘化,然后轮回装运。Darex 收到来自亚马逊的采购订单后,就可以构建标签或重建托盘。
格里芬说:"这就是我们要自动化的功能。"但首先,我们采用两条手动生产线,使用输送系统重新配置生产线,这感觉就像实现产品自动化移动的第一步。然后,我们来看看自动拉伸包装和更多。然后,我们的计划是让所有产品基本上流入一个箱包站,这样所有产品都会流下三条装配线,然后运送到箱包站,在那里我们很可能有两个 UR5机器人包装产品,然后进行堆垛。由一个或两个 [较重的有效负载] UR10机器人 完成。
与亚马逊打交道
"亚马逊订单在任何一天都来,两天后,我们必须发货出产品。对我们来说,这有时意味着10,000或20,000个包裹,每个包装都有一个特殊的标签,"格里芬说。"我们没有能力一次构建所有这些。因此,我们预先构建的东西。一旦我们得到亚马逊订单,我们创建标签,手工应用这些标签到每个框在两天的时间范围内,并准备那些航运。我们正在考虑创建一个工作站,该站将机器人卸载托盘、添加标签和重新堆垛。就自动化而言,该功能应该是我们下一个项目之一。
该公司向亚马逊发货有两种风格:第一种是产品直接放入的SIOC瓦楞纸箱。没有其他纸箱,也没有任何装饰。
"我们还向亚马逊运送一个印刷容器中的产品,您可以在零售店展示。然后,这是放在另一个波纹的情况下。因此,亚马逊正在双向订购,"格里芬说。"他们正在增加SIOC与零售版本。因此,它正慢慢变得越来越SIOC,但它还不是完全的一种或另一种方式。
这两种样式都通过自动包装线,并使用 UR3机器人进行螺杆驱动应用。然而,单SIOC风格的发货人自然跳过靠近线路末端的机器人箱包站.
在不到一年的投资回报率,30% 的效率提高
无需花费资源在昂贵和繁琐的安全防护上,也有助于使协作机器人在价格上更具吸引力。Griffin 说:"对于购买合作机器人的投资回报率,我最初预计大约需要 16 个月时间。"我对我们所做的非常满意。我们向生产线增加了自动化,这有几个好处。我们在特定生产线上的效率提高了约 30%。我拥有更大的灵活性,因为运行这条线需要更少的员工,所以我可以将人员集中到不同的领域,运行不同的产品。Darex 现在每周可以构建该产品四次,而不是每周只构建两次该产品。
成为Darex新机器人技术员的竞赛
当Darex最初购买合作机器人时,生产主管正在想办法让制作团队对其中有一个机器人感到兴奋。他还需要一名专职人员来当机器人技术员,可以监督所有的机器人操作。格里芬说:"所以我想出了这个小比赛。"我给每个人UR学院网址,告诉他们学习,并邀请他们竞争的工作,利用从学院的知识。UR 学院由九个交互式在线模块组成,这些模块涵盖基本的 UR 协合程序编程和设置。三周后,Darex 举行了几轮竞赛,要求员工对合作机器人进行编程,以执行简单的挑选和放置任务。获胜者是26岁的布列塔尼·摩尔曼,他热情地参加了比赛。"有机会做一些不同的事情真的令人兴奋,所以我立刻跳进去,学会了我所能学到的一切,旨在击败对手,"她说,她承认自己最初有点被机器人吓倒了。"但是,它是如此有趣,看看你可以做什么,以及如何改变它这么多不同的方式。UR 培训教会了我一些知识,例如了解不同的程序周期、调整路点变化以及了解机器人上的刀具中心重心点的位置。我的工作现在肯定更有趣了。
优傲机器人如何控制装配线
Darex 的生产工程主管 Sam Jacobson 在考虑如何使用输送机和所有不同变电站控制装配线时,有几个不同的选择。"我考虑使用外部计算机的梯形逻辑和不同的编程选项,但后来我开始调查和了解 Modbus,"他说。"当我得知 UR 具有该功能时,我很快决定让 UR机器人 成为主控制器。这种方法使 Jacobson 可以在装配线上的每个站设置 PLC,并通过 PLC 上的开关,使用 Modbus 通信协议,通过 UR 机器人的示教吊坠直接控制所有输入和输出。"在 UR 示教吊坠上,我要做的就是按下一个按钮,我可以关闭或打开任何输出,并在整个输送线上实时查看任何传感器上的输入,"他解释道。
Jacobsen 在 UR机器人 的支持网站上阅读了使用免费材料和示例程序的 Modbus 设置,但之前没有机器人编程曝光就进入了这个项目。"这很有趣,真的。框图和一切的设置方式,显示一个流,使它超级简单和直观,"他说,强调一步一步的方法。"你可以做一些非常简单的事情,并设置一堆航点,但随着你对编程的深入研究,你可以找到方法,通过使用for循环和if语句来更有效地完成它。但你不必马上做那事。我开始简单,然后逐渐添加更复杂的东西,如线程,你做同步程序。这使得它非常强大。
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关于显扬科技：
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