Tool Gauge

在勞動力短缺的背景下，優(yōu)傲機器人將塑料和金屬航空部件的產(chǎn)量翻了一番

01 短篇案例

Tool Gauge位于美國華盛頓州西部的塔科馬港市，是一家生產(chǎn)精密金屬和塑料部件及組件的公司，客戶主要為航空航天類企業(yè)。由于長期客戶合同無法重新談判，Tool Gauge將目光投向了自動化，希望借此緩解勞動力短缺的局面，降低人工成本。兩臺優(yōu)傲協(xié)作式機器人實現(xiàn)了這一目標，人工成本縮減達75%，點膠和數(shù)控機器看護應用的產(chǎn)能翻了一番，員工們也擺脫了大量重復、枯燥的工作內(nèi)容?，F(xiàn)在，工作的價值和安全性提高了，大家對工作的滿意度也跟著上來了。

02 挑戰(zhàn)

Tool Gauge的總經(jīng)理Jim Lee打算發(fā)展國際化業(yè)務，但卻遇到了瓶頸。盡管該公司與美國西北部地區(qū)的許多客戶合作密切，但這些客戶也可以在其他國家和地區(qū)開展業(yè)務，比如人工成本更低的市場。Lee計劃雇傭100名新員工，但在美國西北部地區(qū)的勞動力市場上根本找不到這么多人，他說：“我們很清楚，要想提高核心競爭力，我們不應該一味地增設(shè)新機構(gòu)，而應該掌握更多新技術(shù)，然后用這些技術(shù)創(chuàng)造更多價值。”?

即便Tool Gauge招到了操作員，操作員的工作內(nèi)容也很難由人工完成，尤其是往塑料擠壓件上涂膠水這種工作。Tool Gauge的制造工程師Steve Ouzts表示：“需要涂膠水的區(qū)域非常狹窄，所以時間一長，操作員肯定會累，而這又增加了工傷的風險，廢品率也會跟著往上漲?！?/p>

視頻 — Tool Gauge - 美國

03 解決方案

Tool Gauge需要提升效率，他們發(fā)現(xiàn)優(yōu)傲機器人（UR）的協(xié)作式機器人能滿足他們的需求。Lee介紹了優(yōu)傲協(xié)作式機器人的三項關(guān)鍵優(yōu)勢?！拔覀冞x擇優(yōu)傲機器人的第一個原因，就是因為他們的產(chǎn)品是協(xié)作式機器人：我們一度認為自動化生產(chǎn)是筆大投資，所以在這件事上，過去我們總是畏手畏腳，但優(yōu)傲機器人改變了我們的想法。第二，我們不想把部分生產(chǎn)線轉(zhuǎn)移到自動化單元中，但引入優(yōu)傲機器人后，我們發(fā)現(xiàn)這種情況并不會發(fā)生。第三，我們可以將優(yōu)傲協(xié)作式機器人配置到數(shù)百種應用場景中；它們是高度可配置的，并且可以輕松移動。所以對我們來說，優(yōu)傲是理想解決方案?！?/p>

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04 金屬加工應用中的優(yōu)傲協(xié)作式機器人帶來了立竿見影的回報

Tool Gauge安裝了兩臺優(yōu)傲協(xié)作式機器人，以完成金屬和塑料零件部門中重復性高的工作。在金屬零件方面，一名熟練的專職數(shù)控機械師正在生產(chǎn)一個易損壞的銅制加工件，機械師只需將零件從數(shù)控滑槽上取下、清洗、沖洗、干燥并裝箱即可?，F(xiàn)在，這些零件會通過一個近距離傳感器，該傳感器會向UR3協(xié)作式機器人發(fā)送信號，然后機器人會揀選這些零件。隨后，協(xié)作式機器人會先將零件放入沖洗槽中沖洗，然后把它們放在烘干機前烘干，最后，零件將被放入單獨的紙箱單元中。

借助優(yōu)傲協(xié)作式機器人中內(nèi)置的堆垛向?qū)В琓ool Gauge可以輕松編程機器人，讓機器人將每個零件放入網(wǎng)格化布局的盒子的開放單元中。引入優(yōu)傲機器人后，Lee將機械師安排到了價值更高的工作中（如設(shè)置和編程數(shù)控機床），機械師的才能得以充分挖掘，他表示：“啟用優(yōu)傲機器人后，人工成本驟降，第一批訂單我們就省下了9,000美元，這樣的情形以后必然會越來越多?！?/p>

Tool Gauge的首席執(zhí)行官Debbie Lee說：“航空業(yè)是勞動密集型行業(yè)，但在美國西北部地區(qū)很難招到人。由于我們計劃招聘新工種的員工，所以協(xié)作式機器人自然成為了我們的理想選擇。以前，機床操作員的工作內(nèi)容就是站著、搖門、把零件從壓機上取下來。現(xiàn)在，有了機器人后，我們想招聘的是那種能編程、能設(shè)置機器人，能與機器人一起工作的員工。”

借助優(yōu)傲協(xié)作式機器人的“自由驅(qū)動模式”，用戶只需移動機器人通過特定路點，即可完成路徑軌跡編程。Tool Gauge的制造工程師Steve Ouzts說：“我們認為優(yōu)傲機器人的示教方法是優(yōu)傲目前頗大的優(yōu)勢?！?/p>

Tool Gauge雖然目前僅安裝了兩臺優(yōu)傲協(xié)作式機器人，但自動化生產(chǎn)的優(yōu)勢已經(jīng)在定價中有所體現(xiàn)?？偨?jīng)理Jim Lee（左）說：“我們希望盡可能地對每一道工序?qū)嵤┳詣踊Ｎ覀儸F(xiàn)在經(jīng)常討論，哪些工序還需要人力操作？借助自動化的力量，我們還能消除哪些高重復性、高難度的勞動？這些都將對報價產(chǎn)生影響，我們希望自動化能帶領(lǐng)公司見證更多成功案例?！?/p>

Tool Gauge雖然目前僅安裝了兩臺優(yōu)傲協(xié)作式機器人，但自動化生產(chǎn)的優(yōu)勢已經(jīng)在定價中有所體現(xiàn)?？偨?jīng)理Jim Lee說：“我們希望盡可能地對每一道工序?qū)嵤┳詣踊?。我們現(xiàn)在經(jīng)常討論，哪些工序還需要人力操作？借助自動化的力量，我們還能消除哪些高重復性、高難度的勞動？這些都將對報價產(chǎn)生影響，我們希望自動化能帶領(lǐng)公司見證更多成功案例?！?/p>

Steven Ouzts：“我沒想到設(shè)置外圍設(shè)備這么簡單。我沒有電子專業(yè)背景，所以要操作電子產(chǎn)品時，我心里也沒譜，但我對使用優(yōu)傲機器人還是很有信心的?！?/p>

05 協(xié)作式機器人將產(chǎn)量翻番，同時將人工成本減少75%

在注塑部門，一臺UR5機器人的工作內(nèi)容是完成復雜的塑料擠出裝配，拾起塑料板的端蓋，并將這些端蓋移過點膠機。在端蓋中正確點膠后，UR5會將零件放置在工作臺的執(zhí)行器中，然后零件會被夾具夾緊。然后，操作員會接過零件，檢查粘合情況，并移出零件。放在以前，這項任務需要四名操作員合力完成，日均產(chǎn)能大約為200個。現(xiàn)在，只要一名操作員與一臺UR5協(xié)作式機器人就能實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，日均產(chǎn)能可升至400個，廢品率可從15%降至3%。

Tool Gauge的首席執(zhí)行官Debbie Lee表示，由于勞動量下降，重復性動作導致的身體損傷減少，這也為公司省下了不少成本。她說：“機器人承擔這些單調(diào)的工作后，生產(chǎn)車間里的工傷和糾紛事件也變少了?！?/p>

“我一直認為，用機器人往復雜表面上點膠的難度很大，但優(yōu)傲呈現(xiàn)的結(jié)果讓我非常滿意。”

Jim Lee Tool Gauge總經(jīng)理

06 缺乏機器人操作經(jīng)驗，也能輕松編程

在接觸優(yōu)傲機器人之前，除了在大學里使用過傳統(tǒng)非直觀的SCARA機器人外，制造工程師Ouzts對機器人知識不甚了解。輕松編程是優(yōu)傲機器人的一項巨大優(yōu)勢。他說：“優(yōu)傲機器人的圖形用戶界面非常直觀，這點打動了我。而且軟件中的所有術(shù)語都很通俗易懂，理解起來不費勁兒，我能清楚地知道代碼從頭到尾的運行方式，圖形化的正面反饋能顯示我的每個指令讓機器人執(zhí)行的每個動作?！?/p>

優(yōu)傲機器人能將數(shù)字和模擬輸入信號輕松連接到控制箱，這是它的另一項優(yōu)勢。Ouzts發(fā)現(xiàn)，使用近距離傳感器就像將電線插入一個12伏數(shù)字輸入端口一樣簡單，只需從UR3示教器上的I/O屏幕上選擇該傳感器，然后等待傳感器發(fā)送信號，告知協(xié)作式機器人揀選零件的時間即可。

UR3接收到近距離傳感器發(fā)出的信號后，它就會夾起零件，并將其浸入沖洗槽中。

沖洗結(jié)束后，UR3會將零件放在烘干機前烘干，然后將其放入盒中

UR3 has dropped parts into all cells in the box

盒中的每個單元格都放入零件后，協(xié)作式機器人就會提醒操作員放入一層新網(wǎng)格，以便添加新一層的零件。

Tool Gauge used the built-in palletizing wizard

借助協(xié)作式機器人示教器中的內(nèi)置碼垛向?qū)?，Tool Gauge可以輕松編程UR3，將零件放入網(wǎng)格中。

引入UR3前，Tool Gauge的數(shù)控機械師Aaron Smith必須逐個手工揀選數(shù)控滑槽上的零件，并完成清洗、烘干和裝箱操作。不過現(xiàn)在，這位機械師能專心處理增值業(yè)務了。他說：“以前，我每分鐘都要伸手拿個新零件，太麻煩了，而且我經(jīng)常被一些技術(shù)性較強的任務打斷，比如設(shè)置數(shù)控機床。大家肯定都想成長，想學新東西，想做些創(chuàng)造性的工作，而不是一遍一遍地做同一件事?！?/p>

assemblies process for the aerospace industry

Tool Gauge是一家生產(chǎn)精密金屬和塑料部件及組件的公司，客戶主要為航空航天類企業(yè)。

07 協(xié)作式機器人大受員工歡迎

引入優(yōu)傲協(xié)作式機器人后，公司的新員工崗位編制從100人縮減到了50人，而且能為新員工提供他們想要的工作崗位。Lee說：“原先手工操作的工作內(nèi)容被機器人接管后，員工們都喜形于色，大家很喜歡和機器人一起工作，我覺得我們還得再訂購些。這些機器人很實用，工作時很安靜，他們生產(chǎn)的產(chǎn)品類型和數(shù)量都能提前設(shè)置。如果你去問問大家對優(yōu)傲機器人的安全性能是否有顧慮，那你肯定只能聽到一個聲音：‘完全沒有’”。

08 投資回報率遠超預期，未來將部署更多的協(xié)作式機器人

在航空航天工業(yè)中，產(chǎn)品樣式可能二三十年都不會變，因此資本的投資回報周期會比許多其他行業(yè)長。一開始，Lee認為機器人的投資回報周期能達到3-4年就不錯了，但優(yōu)傲機器人的時間還不到1年，這讓他萬萬沒想到。他情不自禁地說道：“真是太棒了?！?/p>

協(xié)作式機器人能夠輕松移動和重新編程，以滿足其他應用需要，臂端工具可輕松更換，因此Tool Gauge可將協(xié)作式機器人部署到多種應用中，以實現(xiàn)提高產(chǎn)能的目標。例如，協(xié)作式機器人能替代注塑機上的傳統(tǒng)機器人，還能管理壓力機、完成多種加工任務以及最終裝配任務。

工程師Ouzts計劃將協(xié)作式機器人部署到工作量更大的崗位中，比如鉚接和裝配應用。他說：“一個特定的零件需要安裝20個鉚釘，這對于人工操作來說工作量太大，但對于機器人來說，倒是很合適。”

Ouzts講述他和機器人一起工作的場景時，喜悅之情溢于言表。他說：“探索未來的感覺好極了，對于大多數(shù)制造企業(yè)來說，自動化發(fā)展是大勢所趨，未來肯定人人都喜歡?！?/p>

UR5協(xié)作式機器人先揀選塑料擠壓件，然后將塑料擠壓件拿到點膠機前點膠。由于機器人的工作速度較快，所以Tool Gauge的產(chǎn)能也會跟著上升，現(xiàn)在，該公司的生產(chǎn)速度和產(chǎn)品質(zhì)量都出現(xiàn)了大幅增長。

為解決膠量有出入的問題，Tool Gauge將UR5機器人與一個Nordson雙重膠粘劑點膠機進行了配對，該點膠機每次均能以相同的壓力點膠。而且機器人每次給工件點膠的行進路徑均保持一致，因此點膠效果也有了明顯提升。

UR5 places the end cap in an actuator that clamps the cap onto the plastic panel

點膠完成后，UR5會將端蓋放在一個執(zhí)行器中，該執(zhí)行器能將端蓋夾緊到塑料板上。

Tool Gauge的首席執(zhí)行官Debbie Lee表示：“現(xiàn)在，招工難在全國范圍內(nèi)都比較普遍，引進機器人并不意味著員工就要失業(yè)，相反，這些機器人能幫助員工更好地工作”。借助公司的協(xié)作式機器人輔助點膠應用，操作員可以和機器人一起工作：操作員負責檢查成品零件，將其移出，并在執(zhí)行器中設(shè)置新零件，而UR5則負責管理點膠機。