优傲机器人自动化高难度为电阻焊作业

发布时间:2020-09-28 14:17:35 点击数:11

1 短篇案例

俄亥俄州的T&W Stamping打算自动化其钣金加工业务中的一项劳动密集型工序——管理电阻焊机。焊机的电磁脉冲会影响机器人伺服电机的正常工作,所以这项自动化任务难度较大。该公司用UR5协作式机器人完成了自动化改造,这款机器人的投资回报周期仅为4个月,引入后生产效率提高了40%,并将3名操作员从原岗位中解放了出来。


UR5机器人

02 挑战

Crum Manufacturing是优傲机器人的认证系统集成商,该公司的自动化主管Juan Rodriguez表示:“使用协作式机器人来管理电阻焊机?据我们所知,业界还没人这么做过。”


他在俄亥俄州扬斯敦市与T&W Stamping公司有业务往来,T&W Stamping是一家主要为重型卡车市场服务的合同制造商,该公司需要可靠的自动化解决方案。T&W Stamping的执行副总裁兼总经理Craig Sivak说:“我们刚刚接到一位大客户的合同,对方要我们生产动力总成支架。订单量并不大,每年大约生产40,000个零件,但每个零件都有8个焊接螺母,所以一共要完成320,000次焊接,我们不太想采取手工焊接的方案。”Sivak和他的团队决定研究协作式机器人是否能够完成这项任务。他说:“协作式机器人内置了安全系统,无需放置防护栏,所以如果启用这种机器人,我们就不用改变现有布局了。”


UR5机器人

一般来说,电阻焊作业中常用的是大型工业机器人,Rodriguez向我们解释了小型协作式机器人无人问津的原因。他说:电阻焊机发出的EMP(电磁脉冲)会屏蔽掉一定半径内的所有电子信号,传统机器人配有较大的C型夹具臂端工具,机器人距脉冲点非常远,所以这对传统机器人没有影响;但如果换成现有单元中的小型协作式机器人,情况就完全不同了。”


03 解决方案

Crum Manufacturing将机器人接地,并在定制的臂端工具中使用了非金属材料,这样机器人既远离了焊机,又克服了电磁脉冲的影响。T&W Stamping用协作式机器人解决这一难题后,他们发现更大的惊喜还在后面。Sivak说:“我们的工程师收到优傲机器人给出的初始报价后大吃一惊,哪怕是大型机器人,开销一般也是六位数了;我们还以为协作式机器人会更贵呢。”相比使用8个独立夹具固定零件,然后将其交给焊机焊接的做法,T&W Stamping现在能在节省30%成本的情况下完成整个单元的操作。这家合同制造商还缩减了3名操作员的岗位编制,这些操作员现正在从事其他增值业务的工作。Sivak也计算了投资回报周期,他说:“我们的生产效率比之前提高了40%,现在我们无需另购夹具,更重要的是,缩减岗位编制后,人工成本也跟着大幅下降。综合来看,投资回报周期还不到4个月。”


UR5机器人

04 视觉引导确保精准焊接

Sivak解释道:“优傲协作式机器人能在基准点上拣选零件,所以它同时也是零件的夹具,这项功能非常实用。机器人一拾起零件,就能识别出每个孔洞的准确位置。”


UR5机器人

传送带上方的Cognex视觉摄像头会引导零件的拣选操作。在摄像头引导下,UR5会先将零件放置在两台电阻焊机的台中,振动螺母给料机将焊接螺母放到零件上后,台焊机会焊接前四个螺母。步焊接结束后,UR5会旋转支架,并将其送至第二台焊机,以焊接后四个螺母。然后,UR5会将零件放上出站传送带,传送带上方装有第二台Cognex摄像头。该摄像头会检查零件的全部8个螺母是否均已焊接到位,焊接位置是否正确,是否都有螺纹,全套流程共用时52秒。


UR5机器人

设备不停机,一致性出色

T&W Stamping的工作时间是每周5天,每天8小时三班倒。一般情况下,UR5以60%峰值产能的模式工作,目前已运行两年多。Sivak表示:“经UR机器人处理过的产品,一致性都非常高,我们很满意。这么久来,我们没出过任何生产问题,也没停过机。如果没有机器人,我们就得在单元里安排4名操作员,让他们管理8个夹具,完成往零件上焊接螺母的工作。”现在,1名操作员管理单元就足矣。这位操作员虽然没有机器人技术背景,但在参加了三天的UR5操作和编程培训课程后,现在已经是产品检验和协作式机器人运行的负责人了。


ur5机器人

Juan Rodriguez为T&W开发了机器人单元,他对这项成就深感自豪。他说:“这些电阻焊机已经用了30多年了,能将这种设备与全新的协作式机器人技术结合起来,于我们于公司而言,都是件非常有意义的事。未来,优傲机器人肯定还会集成到更多的电阻焊机和焊接设备中。”


T&W Stamping正在研究协作式机器人可以处理的新任务。Sivak正在研究MIG焊接,他表示:“生产油底壳时,我们需要把零件电阻焊到产品上,但由于零件的尺寸和配置较为特殊,用电阻焊机实现自动化生产的难度很大。我们打算用UR机器人将部件固定到零件上,并在其中一个零件上放置焊枪,然后用焊枪进行MIG焊接。未来,机器人将自行完成焊接任务,所以对机器人来说,这将是一项全新的挑战。”

ur5机器人

克服的自动化挑战:

能与传统电阻焊机一同工作

无需变更现有布局

产品质量达标

无需维护、无停机时间、生产不会中断、可满足未来应用需求,简化发动机结构的检查流程


关键价值驱动因素:

4个月实现投资回报

编程简单

协作性与安全性

提高产品质量和一致性


协作式机器人完成的任务:

从进/出站传送带上拣选和放置零件、管理电阻焊机

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