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作者 | Joe Campbell

Zippertubing 公司是一家家族式企業(yè)，在沒有機器人技術(shù)使用經(jīng)驗的情況下，將協(xié)作機器人集成到了視覺引導(dǎo)應(yīng)用中，該應(yīng)用需要使用卡扣式緊固機來纏繞電纜護套。 

協(xié)作機器人可幫助企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)零缺陷，同時使產(chǎn)量翻倍。通過實現(xiàn)更高程度的自動化操作，Zippertubing 公司節(jié)省了32％的人工勞動力，有效降低了成本。 

該公司運營經(jīng)理 Tim Mead 在展會的機器人制造商展位上參觀時，經(jīng)常被問到的一個問題是 ：“您在使用哪種類型的集成商？” 

“但是我們想要一些自己可以整合的東西。這將可以節(jié)省很多錢，并使安裝的價格降低到我們認為合理的價位。”Mead 說道。他的公司正面臨著覆膜需求的巨大增長，主要來自于汽車和航空航領(lǐng)域的保護軟管、管道和電纜。在 Zippertubing 的生產(chǎn)線上，工人的速度很難跟上將電纜護套正確插入卡扣機的快節(jié)奏、精確且重復(fù)的任務(wù)。該公司希望采用用戶友好的協(xié)作機器人來提供幫助。 

出于幾個方面的原因，Zippertubing 公司最終選擇了一臺 5 公斤負荷協(xié)作機器人?！敖?jīng)過快速的 Demo 階段后，我們意識到這是一個協(xié)作機器人，我們可以自行集成。”該公司的工程經(jīng)理 Matt Hesselbacher 說道，“考慮到產(chǎn)線產(chǎn)品每月的變化情況，我們也在研究其多功能性。由于運行人員會在機器人周圍工作，送入原始零件并取出成品，因此安全是另一個需要考慮的問題?！?

▎Universal Robots 的經(jīng)銷商 In-Position 科技 公司為客戶進行了簡單的演示，同時線上的機器人大學(xué)可以提供免費培訓(xùn)。Zippertubing 需 要做的一項工作是安裝區(qū)域掃描儀，一旦有人 進入工作區(qū)，機器人就會減速。

Mead 說：“我們獲得的最大收益是：產(chǎn)品質(zhì)量得到極大改善；機器人已經(jīng)運行了 8 個月，我們已經(jīng)從以前的有些產(chǎn)品被退貨，轉(zhuǎn)變到現(xiàn)在的產(chǎn)品生產(chǎn)零缺陷。通過協(xié)作機器人，我們指定的零件公差比手動操作要好 300％?！盳ippertubing 的客戶也注意到了這一改進。 

這家位于美國亞利桑那州的公司對其協(xié)作機器人進行了編程，以拾取預(yù)先切割的織物材料，然后該機器人將其移動通過插口機，插入 5 個公按扣，然后再移至第二臺機器，添加 5 個母按扣。在協(xié)作機器人將零件展示給視覺相機，由相機檢查是否正確添加了按扣以后，為期 25 秒鐘的運行周期就結(jié)束了。根據(jù)檢查的結(jié)果，協(xié)作機器人將完成的工件放置在“合格”堆或“廢料”堆中。

Zippertubing 公司正在開發(fā)一種更緊湊的協(xié)作機器人裝置，該裝置可以減少周期時間，同時通過集成用于傳送織物的轉(zhuǎn)盤來增加下班后生產(chǎn)零件的數(shù)量。 

“我們可以讓機器人整夜運行，使產(chǎn)量翻番。還可以讓其處理 2-3 種其它零件，并覆蓋更多的產(chǎn)品?！盡ead 詳細介紹了在這些應(yīng)用中，協(xié)作機器人是如何使公司的勞動力減少 32％的?！拔覀兛梢詫⑨尫诺膭趧恿D(zhuǎn)移到生產(chǎn)線中更具定制性的高技能、高需求的其它部門，在那里運行人員可以更有效的利用他們的技能?！?nbsp;

▎Zippertubing 的運營經(jīng)理 Mead 說，在實現(xiàn)自 動化以后，協(xié)作機器人節(jié)省了 32％的勞動力。“我們制造許多不同的零件，這些零件不是大 批量生產(chǎn)，而是更具定制性的零件。我們通過 利用那些富余出來的員工，讓他們在其它業(yè)務(wù) 部門制造這些自定義部件，這樣就可以保持員 工總數(shù)不變的情況下提升整體效率?！?

Mead 的專業(yè)背景是化學(xué)工程，而不是機器人程序設(shè)計，因此他起初不愿從頭開始構(gòu)建機器人裝置。

協(xié)作機器人分銷商創(chuàng)建了一個演示界面，“這看起來非常簡單，而且在制造商的網(wǎng)站上，還有很多很酷的培訓(xùn)資料，”Mead 說道，“經(jīng)銷商的培訓(xùn)人員過來，為我們提供一些編程技巧方面的培訓(xùn)，然后我們就可以自己操作了?！?nbsp;

Zippertubing 公司所面臨的第一個挑戰(zhàn)是弄清楚如何讓機器人拾起織物，這一問題最終通過協(xié)作機器人編程界面中內(nèi)置的向?qū)Ы鉀Q。 

“第二步是折斷，這一步非常簡單，我們將一個閂鎖桿連接到繼 電 器?！盡ead 說，“ 沒有使 用腳踏板，我們只采用了來自機器人的數(shù)字 I/O。”他的團隊通過對按扣的正確定位進行迭代。

▎從事電線和電纜管理與保護業(yè)務(wù)的 Zippertubing公司，設(shè)計了用于機器人手臂的環(huán)繞式魔術(shù)貼套，以將用于手臂的空氣管線和電氣系統(tǒng)的電纜固定在適當?shù)奈恢?。Tim Mead 談到在他們已經(jīng)為其它 Universal Robots 用戶商業(yè)化產(chǎn)品時說 ：“隨著 I/O 的變化，我們可以在更換產(chǎn)品時將其取下并更換?！?/span>

接下來是利用視覺系統(tǒng)進行質(zhì)量檢查。挑戰(zhàn)是 ：如何讓機器人與相機對話，誰來負責(zé)？ 

在處理該應(yīng)用時，相關(guān)人員意識到協(xié)作機器人的大腦（控制器）可以用作可編程邏輯控制器（PLC）。 

“它發(fā)出所有命令，并接收所有反饋，”Mead 說。機器人會尋找相機的反饋。如果找不到，則表示這是一個有問題的部件；如果找到它，則表示該零件是合格部件，并對其進行相應(yīng)排序。 

裝置全部開發(fā)完成后，最后一步是風(fēng)險評估。所使用的機器人被歸類為“協(xié)作式”機器人，因為其內(nèi)置的安全系統(tǒng)可使機器人手臂在遇到路線上的物體或人時停止運行。Zippertubing 擁有一個包括統(tǒng)計分析、生產(chǎn)和工程部門的多功能團隊。該小組確定了兩個與安全有關(guān)的關(guān)注領(lǐng)域。 

這兩個領(lǐng)域都不是協(xié)作機器人系統(tǒng)的一部分?！拔覀円呀?jīng)對機器人進行了測試?！盡ead說。重點關(guān)注的是輔助系統(tǒng)，自動觸發(fā)機器人的按扣機和料斗。光幕可防止人員伸手進入料斗，而一旦有人進入工作區(qū)，區(qū)域掃描儀將使機器人進入降降速式。當人離開時，機器人將恢復(fù)至正常速度。

如果需要對整個裝置進行編程，Zippertubing只需不到一周的時間。Hesselbacher 說，該協(xié)作機器人可以實現(xiàn)更靈活的生產(chǎn)流程?！安幌褚郧拔覀冃枰⒓瓷a(chǎn)大量零件，現(xiàn)在我們可以運行在更穩(wěn)定的生產(chǎn)水平上。” 

由于需要更換不同工具，該公司訪問了協(xié)作機器人制造商的網(wǎng)站，該網(wǎng)站具有經(jīng)過認證的即插即用產(chǎn)品的在線平臺，并找到了 Milibar工具更換器。 

“使用該工具的好處是可快速更換工具，現(xiàn)在，在機械臂末端添加新工具已經(jīng)不再是問題?！盡ead 說。 

▎插入公母按扣后，機器 人將布料放在視覺相機 鏡頭下進行質(zhì)量檢查， 然后將其分類為“合格” 或“不合格”。

嘗到了提升生產(chǎn)效率的好處，該公司正尋求將其它任務(wù)實現(xiàn)自動化?？p紉是其中之一。 

“這將是一個獨特的挑戰(zhàn)，因為我們希望機器人使用相同的工具進行按扣和縫制。我們將把按扣放入零件中，將其對折，然后將其輸送給縫紉機。由機器人觸發(fā)縫紉機應(yīng)該很簡單。真正困難的部分將是機械工具的頭部以及如何使其工作?！盡ead 說道。他對自己的團隊很快就能完成縫紉項目感到非常樂觀。

據(jù) Zippertubing 公司估計，購買協(xié)作機器人的投資回報期為兩年。“投資回報，不僅僅是投資在機器人和系統(tǒng)上的資金方面的回報?！?Hesselbacher 還強調(diào)指出，機器人在下班后仍然可以繼續(xù)工作，可以減少獲得投資回報所需的時間。 

Zippertubing 公司在中國的工廠，也注意到了其在美國亞利桑那州工廠的成功?！澳壳?，我們在亞洲的工廠完全是手動的，他們已經(jīng)和我們聯(lián)系，看看是否可以為其建造其中的一些機器人裝置。”Mead 說，他將改進下一個協(xié)作機器人應(yīng)用，并將其提供給中國同事。 

協(xié)作式機器人分銷商 In-Position 科技公司的銷售工程師 Seth Garrison 表示，像這樣沒有機器人編程經(jīng)驗的公司成功使用協(xié)作機器人并投入運營并不罕見?！拔覀兊拇蠖鄶?shù)裝置都由客戶進行處理的。

▎Universal Robots 分銷商 In-position 科技公司的銷售工程師 Garrison 表 示，這種沒有使用機器人編程的公司，開始使用通用協(xié)作機器人進行運 營的情況并不少見。Zippertubing 用了大約一周的時間來對整個機器人 單元進行編程，包括與卡扣機、安全掃描儀和視覺相機接口的機器人。Zippertubing 正在計劃添加一個旋轉(zhuǎn)工作臺，以使該單元能夠處理的產(chǎn)品 數(shù)量增加一倍。

我們通常與他們一起工作大約一天的時間，教給他們?nèi)绾问褂脵C器人，然后他們就可以據(jù)此可以進行集成和裝置設(shè)計?！?Garrison 還補充說，分銷商專家有時會提供更深入的服務(wù)。如果這是傳統(tǒng)的工業(yè)機器人，那么客戶將很難獨自完成這項工作。