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比尔斯泰因工厂协作机器人有潜力扩展工艺流程和提高性能

发布时间:2019-12-23 | 浏览次数:1258 | 来源:《铸造》杂志 | 作者:匿名 | 分享:
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  部署在俄亥俄州汉密尔顿市的蒂森克虏伯?比尔斯泰因工厂(ThyssenkruppBilstein)的九个协作机器人正在改善和优化传统自动化技术难以完成的工作。

  

 

  

  蒂森克虏伯?比尔斯泰因是一家大批量高科技汽车悬架系统制造商

  

  蒂森克虏伯?比尔斯泰因工厂引进的协作机器人手臂是“革命性的”,据运营经理阿尔多?阿尔比里。该厂是一家大批量高技术汽车悬架系统的制造商。与许多制造业一样,批量生产和可靠的性能是那里的制造业优先考虑的问题。他说:“我觉得我们正处在合适的时机,有合适的机会参与其中。我们开始看到协作机器人的使用方式与传统的六轴机器人的运行方式完全不同,他们没有使用安全吊舱,协作机器人被安置在轮子上,在任务之间移动,一切都很顺利。”从那时起,阿尔比里每隔一个月监督一次新协作机器人的实施,几乎两年了。

  

  他接着说:“这件事发生在我们身上的速度之快令人难以置信,从一开始的试错中迅速演进,使用供应商来完成机器集成。”不久,比尔斯泰因的操作员们意识到,内包协作机器人部署是一个更好的方法。工厂管理协作机器人应用程序的工业4.0团队调查了其他选项,但经理特别指出:“我们意识到,通用机器人拥有最先进的解决方案,可以更精确地选择和放置。协作机器人易于维护和编程,它提供了最佳的速度和重现率。”最终决定与一家协作机器人供应商合作。

  

  现在,比尔斯泰因的工业4.0集团已经部署了9个UR10协作机器人,这是最大的UR型号,工作范围51英寸(1.3m),有效载荷22磅(9.98kg)。第十个UR10被用作未来应用的测试模型。阿尔比里说:“我们计划在机构中再实现大约40个协作机器人应用程序。”公司为新的协作机器人同事制定了一个命名协议。他笑着说:“我们需要一个可以连续应用于45~50个协作机器人的系统,并决定以美国总统的名字命名,以此来获得一些乐趣。”协作机器人舰队现在从乔治?华盛顿舰队扩展到约翰?泰勒舰队。

  

  汉密尔顿工厂的一个引人注目的协作机器人应用是詹姆斯?门罗和约翰?昆西?亚当斯协作机器人联合装配蒂森克虏伯的主动阻尼系统阻尼器。多步循环开始后,门罗拿起一个送往冲压机的内管,然后把它放在一个转送夹具,J.Q.Adams从这一点上拿起它,并放到一个“结合台”上,协作机器人在这个点上抓取一个外管,将这两个结合在一起,然后把它们放到出口溜槽上。当试图去编程协作机器人以使其与被护理的机器按顺序运行时,工程师们有了一个简化部署的新发现:他们意识到他们可以简单地教协作机器人按下机器上的启动按钮,而不是将协作机器人硬连接到控制系统中。

  

  

  

  运营经理阿尔多?阿尔比里和制造工程师道格?麦基评估了两个协作机器人的编程:詹姆斯?门罗和约翰?昆西?亚当斯

  

  现在自动化的另一项任务是质量检查,其中四个协作机器人进行量规检查,并检查后置填充压接和最终零件装配。

  

 

  

  约翰·亚当斯协作机器人挑选并放置一个零件,然后进行量规检查

  

  蒂森克虏伯?比尔斯泰因公司的制造工程师道格·麦基说:“以前我们做仪表检查时,会每隔一两个小时检查两个零件,以确保我们仍在我们认为应该在的位置,但现在我们有了100%的检查。”为悬架部件的最终装配部署的协作机器人配备了一个康耐视(Cognex)摄像头,并在检查点之间快速移动,以确保所有部件都处于正确的位置,标签使用正确而且可读。他解释说:“每一个零件都经过检查,如果失败,机器人实际上会在这个过程中拒绝它。”

  

  

  

  UR10配备了一个康耐视机器视觉摄像头,并在检查点之间移动,以确保悬架单元正确组装和标记

  

  自比尔斯泰因开始将协作机器人自动化引入工厂以来,UR协作机器人的投资回报率有所提高。“我们项目的投资回报率有的长,有的短,”阿尔比里说,“但我们的投资回报期舒适区是大约10~14个月,这能证明投资是合理性。与传统机器人相比,协作机器人无疑是一种更快的投资回报。”

  

  最近,工厂还开始测试来自移动工业机器人的两个自主移动机器人,以向生产线供应材料,在不同的生产站之间执行工作材料的“无增值”处理。

  

  解放劳动力以完成其他任务是获得快速投资回报的一个重要方面。阿尔比里说:“UR协作机器人给了我们成长、扩大和创造更多就业的机会,并将我们最宝贵的资源——人力资源转移到最需要专门知识的新项目中。”他强调,如果没有协作机器人,在当今的劳动力市场上发展业务将很困难。“如果我们仅仅依靠招聘新人,我们就永远无法像以前那样将业务规模扩大到原来的三倍。协作机器人为我们打开了一条新的增长之路,同时我们能够保留现有的劳动力。任何工人都不会因为机器人而丢掉工作。”

  

  虽然比尔斯泰因继续在封闭空间中使用传统的自动化来实现快节奏的循环,但现在的策略是让协作机器人接管工人定义机会的任务。乔丹·奥斯特霍尔特是该公司工业4.0集团的工艺工程师,他解释说,让运营商参与精确定位为协作自动化提供新机会的工作是至关重要的。他说:“运营商是这家公司所有业务的前沿。问他们‘我们在哪里可以帮助您改进流程?’在我们开发新应用程序时非常有用。”

  

  据阿尔比里称,对汽车零部件制造商来说,实施协作机器人不仅仅是一次技术冒险。“这实际上是为了建立一个透明、开放沟通的新组织。你不希望员工有一天上班,忽然意识到他们旁边有一个机器人。”运营经理比尔斯泰因解释说,他在车间团队面前介绍和部署了第一批UR协作机器人。

  

  “我们解释说,这些协作机器人是为了扩大我们的业务,帮助消除重复的人体工程学问题,以及不利于人们的工作条件。这绝对现实,”他说,指的是协作机器人合作性质的影响。

  

  阿尔比里强调:“现在人与科技之间没有大的障碍。“协作机器人与我们的员工共享工作空间,他们只需抓住直观的示教挂件操作协作机器人,因为界面看起来更像iPad,而不是机器人控制器。”

  

  

  

  员工可以简单地使用示教器操作协作机器人,因为界面看起来更像iPad

  

  机器操作员昆娜·夸尔斯曾经执行一些现在已经自动化的任务,她对协作机器人同事表示欢迎。她说:“过去我有很多疼痛,经常要用身体打那个,动这个。现在,我们可以更好地进行生产,我的工作也更轻松,因为我只需装上管子,让协作机器人来处理剩下的事情。”

  

  

  

机器操作员昆娜·夸尔斯

  

  开发协作机器人应用程序的工程团队以前没有任何机器人技术的经验。麦基说:“我们先做一些简单的拿放任务,先干起来。下一步是找出与机器的接口,这有点难,但一旦我们干好了,它就会迅速传播开来,我们开始看到整个工厂的应用程序,我们几乎可以复制实施顺序。”

  

  乔丹·奥斯特霍尔特解释了在开发阶段,通过UL学院免费在线培训模块是如何发挥作用的。他说:“我参观如何对机器人进行编程,然后径直走到我们的测试机器人跟前,应用我学到的知识。”

  

  演示机器人是在轮子上,所以它可以很简单地滚动到机器侧以测试任务。“我们可以将协作机器人插入一个常规的110V电源插座,并立即开始测试,”麦基解释道。“用传统的工业机器人,我们首先要钻孔,然后用螺栓固定在地板上。这节省了我们很多时间。”除了部署一个测试机器人来开发新的应用程序外,比尔斯泰因还使用RoboDK软件,通过UR+平台认证,可以与UR协作机器人进行即插即用。”麦基说:“软件模拟真的帮助我们弄清楚我们的周期时间是否足够精确,是否值得对工具进行原型制作并将其发布出去。我们可以在电脑屏幕上下功夫,什么时候交货。”

  

  

  

  TK比尔斯泰因的工业4.0团队使用通过UR+平台认证的RoboDK软件与UR协作机器人进行即插即用

  

  现在,工业4.0团队正致力于在UR+认证的由威讯(Vention)开发的第七轴范围扩展器上倒置两个UR10协作机器人,并计划继续快节奏地推出,每隔一个月在车间引入一个新的协作机器人。阿尔比里总结道,“机会无限量。”

  

  


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