使用機(jī)器人技術(shù)，幫助電子產(chǎn)品制造商將廢品率降低到接近為零的水平，并將生產(chǎn)率提高近5倍。CreatingRevolutions公司為酒店行業(yè)提供客戶服務(wù)尋呼系統(tǒng)。曲棍球大小的通信盤被設(shè)計為通過智能手機(jī)無線連接來賓和服務(wù)員。組裝通信盤，是一項復(fù)雜的任務(wù)，需要準(zhǔn)確性和重復(fù)性。

“問題是，工人很難以完全相同的方式，一遍又一遍的高效地重復(fù)一個特定過程。”EinarRosenberg說道,他是CreatingRevolutions公司的首席執(zhí)行官。Rosenberg正在尋找一種既能滿足質(zhì)量又能滿足數(shù)量需求的自動化解決方案。

“這兩個元素總是互相競爭。我們考察了大約40個不同的機(jī)器人公司，它們中的大多數(shù)并沒有一個很好的編程方法；機(jī)器人對環(huán)境要求太高；或者那些機(jī)器人太大或太粗糙。”Rosenberg說，比較之后他選擇了UniversalRobots公司的UR3協(xié)作機(jī)器人來完成他的研究。

想要指導(dǎo)UR3協(xié)作機(jī)器人改變?nèi)蝿?wù)，只需要掃描二維碼。本文圖片來源:UniversalRobots

與人的協(xié)作

由于內(nèi)置的安全系統(tǒng)，使得機(jī)器人手臂在遇到路線中的物體或人員時會自動停止工作，這種機(jī)器人被歸類為協(xié)作機(jī)器人。這一特性使人類和機(jī)器人能夠并肩工作，而不需要傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人通常所必需的圍欄。

“我們需要人類給機(jī)器人進(jìn)料。機(jī)器人的安全特性實際上簡化了很多，因此我們感覺最有價值的資產(chǎn)——不是機(jī)器人而是人——變得更加安全了。”Rosenberg說。

按小時付費機(jī)器人

經(jīng)過UniversalRobots認(rèn)證的系統(tǒng)集成商Hirebotics公司將這種機(jī)器人集成到了CreatingRevolutions公司的裝配線上。該系統(tǒng)可讓像CreatingRevolutions這樣的初創(chuàng)公司在不花費前期資本支出的情況下、按小時租用協(xié)作機(jī)器人?！拔覀兪且粋€初創(chuàng)企業(yè)，所以我們買不起一個非常昂貴的機(jī)器人。”Rosenberg說，“傳統(tǒng)機(jī)器人及其內(nèi)部設(shè)置的復(fù)雜性和高昂費用令人望而卻步，而現(xiàn)在我們正在改變這一切?！?/p>

完美捻涂硅膠

機(jī)器人需要處理兩個循環(huán)：首先，機(jī)器人逐行檢查鋁殼部件在托盤上是否正確排列。然后機(jī)器人拾取零件，放入夾具，拾取硅膠注射器并且排列硅樹脂在機(jī)殼內(nèi)側(cè)邊緣。放下注射器，機(jī)器人挑選丙烯酸圓盤，并將其放置在硅樹脂上。

“然后機(jī)器人執(zhí)行的過程，我們稱之為‘扭曲’，因為我們發(fā)現(xiàn)，無論怎么做，涂抹的硅膠從來都沒有達(dá)到一個完美的圓圈。為了實現(xiàn)均勻的涂抹，機(jī)器人使用一個吸入裝置來壓下和扭轉(zhuǎn)丙烯酸盤，從而在把組裝好的部件放回托盤之前將硅樹脂涂抹的更完美?！盧osenberg介紹道。

效率提升5倍

該機(jī)器人預(yù)先設(shè)定的另一個循環(huán)是鉆孔和焊接過程。該機(jī)器人從分配器中取出一個帶銅基的圓盤，并將其放入一個光學(xué)激光傳感器中，使其對準(zhǔn)光盤，然后將該磁盤放入一個固定架中，通過關(guān)閉兩個夾具將其夾持住。

“下一步就是機(jī)器人從皮帶上抓取鉆頭，然后是啄鉆過程，因為如果你持續(xù)用力，丙烯酸就會粉碎。該機(jī)器人足夠靈敏，使其可以快速彈起，直到鉆出一個完美的洞。”Rosenberg說。

在鉆孔完成后，機(jī)器人將鉆頭放回皮帶，并釋放其中一個夾具，形成一個開放區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)可以使用自動焊錫機(jī)的烙鐵。

回到皮帶上，機(jī)器人抓取焊槍，在銅上以及鉆孔的周圍放置三處焊料。一旦該步驟完成，機(jī)器人通過釋放壓縮空氣，將產(chǎn)生的碎片沖開，松開第二鉗，然后抓住光盤，并把其放置到存放完成產(chǎn)品的容器中。據(jù)Rosenberg說，采用協(xié)作機(jī)器人后預(yù)焊的效率提高了近5倍。

UR3機(jī)器人可通過直觀的觸摸屏接口進(jìn)行編程。

機(jī)器人:協(xié)作的“第三只手”

在使用機(jī)器人之前，手工焊接過程確實需要操作員有“第三只手”。“由于這些板的存在，必須鉗住電線，因為人類必須手持焊接針和焊錫絲?，F(xiàn)在，機(jī)器人將焊料放在你應(yīng)該焊接這些電線的位置。”Rosenberg說。由于無須手持焊錫絲，因此工人就能夠拿著光盤，握住電線，而不是一個鉗子；然后焊接就簡單了。機(jī)器人使它更清潔，大家用起來也更容易；這是一種真正的協(xié)作方式。

快速機(jī)器人集成

從CreatingRevolutions公司第一次接觸Hirebotics到訂購這些機(jī)器人，只用了幾個星期的時間。然后就進(jìn)入到安裝和編程。Hirebotics公司的聯(lián)合創(chuàng)始人MattBush解釋說，快速部署勢在必行。協(xié)作機(jī)器人在這方面可以提供幫助，因為它們通常不需要額外的安全圍欄來執(zhí)行任務(wù)。

“當(dāng)我們抵達(dá)客戶現(xiàn)場時，我們可以很快調(diào)整機(jī)器人。我們可以抓住機(jī)器人手臂，把它放到自由驅(qū)動模式，并通過物理移動使其按照我們希望它運行的路徑來運行這種方式來‘教它’，而不必通過對數(shù)以百計的路徑點進(jìn)行編程來實現(xiàn)?！盉ush說。

對現(xiàn)有程序的修改也很簡單。Rosenberg說，“我們需要從兩個鉆取過程轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€鉆取過程。Hirebotics公司將修改后的軟件發(fā)給我們，我們把它拷貝到USB，并上傳到機(jī)器人；然后‘嗖’的一下，修復(fù)就完成了。只需要一兩個小時就可以完成代碼。一天之內(nèi)，我們就可以完全改變機(jī)器人的運行方式。”

企業(yè)用戶可以直接通過智能手機(jī)，實時接收機(jī)器人的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

機(jī)器人監(jiān)控APP

Hirebotics公司還提供了一個智能手機(jī)界面，旨在讓客戶監(jiān)控機(jī)器人的性能，并獲得持續(xù)的技術(shù)支持。性能數(shù)據(jù)是在事件發(fā)生時，從機(jī)器人發(fā)出的，可以通過Hirebotics移動應(yīng)用程序?qū)崟r監(jiān)測圖表，從而快速獲得準(zhǔn)確的生產(chǎn)數(shù)字。網(wǎng)絡(luò)攝像頭可以顯示生產(chǎn)線上的情況，允許客戶和Hirebotics公司隨時監(jiān)視生產(chǎn)活動。在過程中增加移動可見性，是工業(yè)4.0的信條之一。

“通過收集機(jī)器人在一定時間內(nèi)所生產(chǎn)的單位數(shù)量的詳細(xì)信息，結(jié)合其它數(shù)據(jù)，就可以對我們的生產(chǎn)需求做出真實、準(zhǔn)確的預(yù)測，例如需要多少人，以及為了將生產(chǎn)保持在最優(yōu)水平，我們需要專注于什么?！盧osenberg說。

Hirebotics還能實時監(jiān)測機(jī)器人以防止出現(xiàn)任何故障?！拔覀兛梢詫崟r地了解，在世界的任何地方，機(jī)器人正在加工哪個光盤，正在進(jìn)行什么過程或步驟。”Rosenberg說，調(diào)用云連接是工業(yè)4.0的一個重要組成部分。

他說：“我們的很多客戶都是中小型的生產(chǎn)制造商，例如像CreatingRevolutions一樣的初創(chuàng)企業(yè)。它們可能沒有像很多大型的原始設(shè)備制造商(OEM)那樣大規(guī)模的集成工廠。”

“這是他們第一次真正真正理解，從機(jī)器中獲取的數(shù)據(jù)有多么強大。我們的一些客戶過去經(jīng)常定期做時間研究，因為他們的客戶需要它。既然他們引入了云連接的機(jī)器人，他們就不再需要做研究，因為他們非常清楚的知道，每一秒鐘機(jī)器人在生產(chǎn)什么?！盧osenberg說。

最初，員工對機(jī)器人同事的到來感到焦慮，現(xiàn)在員工則把UR3看成是團(tuán)隊的一員。

機(jī)器人增加就業(yè)機(jī)會

最初，員工對與機(jī)器人共享工廠空間的想法感到不滿。“但是當(dāng)機(jī)器人部署完畢,他們就開始意識到,那些單調(diào)乏味，或需要一定靈活性的工作需要由機(jī)器人新同事完成,因為人無法持續(xù)保持完美的工作狀態(tài)，現(xiàn)在機(jī)器人已經(jīng)被視為團(tuán)隊的一部分?！盧osenberg說，“我們甚至增加新工作崗位，以便跟上由于部署機(jī)器人而帶來的產(chǎn)量增加。實際情況是，過去在國外進(jìn)行生產(chǎn)成本更低，但如果同時考慮減稅、降低航運成本以及使用機(jī)器人，那就可以讓我們在美國創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會?！?/p>

下班后的輔助工作

除了在白天與人類工作者并肩工作之外，晚上工人下班回家后，機(jī)器人還會繼續(xù)工作數(shù)小時，為第二天下一步裝配工作準(zhǔn)備零件。

“很多年以來，由于完全自動化是資本密集型的，很多公司都避免實現(xiàn)完全的自動化。但是，通過按小時租用機(jī)器人，企業(yè)只需要按實際工作時間支付費用。這樣以來，不同規(guī)模的公司都能負(fù)擔(dān)得起協(xié)作機(jī)器人的成本，從而使其生產(chǎn)過程可以實現(xiàn)更多地自動化?！盉ush說。他們的云連接解決方案，使客戶可以安心的離開現(xiàn)場，只需要機(jī)器人待在現(xiàn)場就可以了。

Rosenberg提到的最近一個事件是：機(jī)器人使用錯誤的組件開始了錯誤的組裝過程?！拔覀兺ㄟ^機(jī)器人上安裝的高清攝像頭監(jiān)視到現(xiàn)場工況，經(jīng)過分析認(rèn)為不需要派任何人到工廠；可以讓機(jī)器人自行停止運行，第二天我們再去清理混亂的現(xiàn)場。在任何其他情況下，如果我們相信這樣的機(jī)器人，我們將不會在沒有人類監(jiān)控的情況下運行它?！?/p>

由機(jī)器人執(zhí)行的裝配生產(chǎn)線，已成為CreatingRevolutions公司的一個巨大的銷售亮點?！爱?dāng)客戶來到這里，看到機(jī)器人，他們意識到機(jī)器人可以保證質(zhì)量和精度。由于我們還不是一個成熟的公司，他們想確認(rèn)他們即將使用的產(chǎn)品不會失敗?！盧osenberg說，“機(jī)器人向他們展示了強大功能，從而大大支持了我們的銷售?！?/p>

構(gòu)建云基礎(chǔ)設(shè)施

Hirebotics使用TCP/IP連接云基礎(chǔ)設(shè)施，公司利用這些設(shè)施來監(jiān)控現(xiàn)場機(jī)器人。Hirebotics還使用了云連接器來實現(xiàn)其它服務(wù)，如照相機(jī)或客戶的設(shè)備。

“通信協(xié)議是任何機(jī)器構(gòu)建的重要組成部分，確定包括哪些是至關(guān)重要的，不僅是當(dāng)前的體系結(jié)構(gòu)，而且還包括未來的任何升級或擴(kuò)展?！盉ush說。這種設(shè)置使Hirebotics可以實施更多的控制，從而可以在無需更新機(jī)器人操作或程序的情況下，改變它們使用設(shè)備的方式,?！?/p>

利用標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)，如TCP/IP套接字通信或XML遠(yuǎn)程過程調(diào)用(RPC)，為我們提供了一個經(jīng)過良好測試和穩(wěn)定框架的大型庫以供我們選擇，以及快速擴(kuò)展現(xiàn)場機(jī)器人功能的能力。然后，我們就可以在以前安裝的機(jī)器人上使用它，并在現(xiàn)場快速提供增強的功能或監(jiān)控.”Bush強調(diào)說。盡管協(xié)作機(jī)器人一直被宣傳為用戶友好，具有非常直觀的觸摸屏界面，但它其實還有可能更深入系統(tǒng)中，并使用高級腳本功能。

“我們編程的方式和我們能夠在核心機(jī)器人上編寫應(yīng)用程序編程接口（API）層的方式，允許我們非?？焖俚貜脑O(shè)計、推進(jìn)到編程，并投入到生產(chǎn)。我們已經(jīng)編寫了應(yīng)用到機(jī)器人上的API，在程序中，我們不斷參考云基礎(chǔ)設(shè)施?！盉ush說，“我們甚至能夠利用機(jī)器人的實時數(shù)據(jù)流，這就是我們獲得實時診斷的方法。我們能夠連續(xù)地向云發(fā)送診斷數(shù)據(jù)包，每隔3到5秒發(fā)送一次，并且因為有了這些來自于機(jī)器人內(nèi)置的實時數(shù)據(jù)反饋信息，我們可以完成所有這些工作。”

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