01 短篇案例

Toolcraft是位于華盛頓州西雅圖的一家小型機(jī)械工廠，優(yōu)傲機(jī)器人新型旗艦系列中的協(xié)作機(jī)器人以30微米重復(fù)精度和內(nèi)置力/扭矩傳感為這里帶來了一派全新景象。該公司需要對數(shù)控機(jī)床內(nèi)高難度的三操作機(jī)器看護(hù)實(shí)施自動化改造，通過引入U(xiǎn)R5e協(xié)作機(jī)器人，公司的生產(chǎn)成本節(jié)省了23％，產(chǎn)量攀升了43％。

02 挑戰(zhàn)

當(dāng)Toolcraft接到大訂單，需要以7*24三班倒的模式生產(chǎn)時，公司就會陷入兩難境地。運(yùn)營總監(jiān)Steve Wittenberg說：“沒人想上夜班。即便發(fā)了招聘廣告，也沒幾個人來應(yīng)聘?！彼l(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)氐氖I(yè)率僅為3%。于是，Toolcraft將目光投向了自動化領(lǐng)域，最初是考慮引入傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人。

他說：“如果僅僅考慮機(jī)器人硬件，這似乎是一種更加經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，但是，考慮到撤掉防護(hù)欄、節(jié)省操作時間、消除繁瑣編程等種種優(yōu)勢后，我們最終選擇了優(yōu)傲機(jī)器人。”

03 解決方案

Toolcraft要完成的訂單是一個醫(yī)療設(shè)備的多線程部件，需要加載到三步數(shù)控加工操作中。Toolcraft與優(yōu)傲機(jī)器人的認(rèn)證系統(tǒng)集成商Rapid Design Solutions（快速設(shè)計(jì)解決方案）討論了這一問題。公司所有人Troy Ojalehto強(qiáng)調(diào)了優(yōu)傲機(jī)器人e系列協(xié)作機(jī)器人的高精度特性。他說：“進(jìn)行多操作精密加工時，精度要求也會提高，當(dāng)我們聽說UR5e的重復(fù)精度可達(dá)30微米時，我們非常興奮，這的確與傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人不分伯仲，對我們的吸引力很大。我還沒見過其他協(xié)作機(jī)器人在進(jìn)行多操作加工時能達(dá)到這么高的精度。送入原材料后，最終呈現(xiàn)的就是高精度零件。

UR5e投入生產(chǎn)半年后，Toolcraft的Wittenberg很快就帶來了喜訊。他說：“產(chǎn)量大幅增加，我們能排夜班了，每周零件產(chǎn)量也從255個增加到了370個。與此同時，我們提前七周完成了年度生產(chǎn)任務(wù)，可以將機(jī)器用來生產(chǎn)其他零件。”他補(bǔ)充說，成本降低了23％，因此Toolcraft大約只需12個月，就能收回在UR5e上的投資?！霸谠S多長期工作中，我們將更具競爭力?！?/p>

像人類操作員一樣工作

優(yōu)傲機(jī)器人新型旗艦系列的協(xié)作機(jī)器人的另一個新功能是在所有關(guān)節(jié)中進(jìn)行力反饋，這是使零件緊密貼合數(shù)控夾具的關(guān)鍵因素。Wittenberg說：“借助X、Y和旋轉(zhuǎn)Z軸上的自由力運(yùn)動，我們可以將零件放在那里、扭動，然后根據(jù)這一適配度輕松完成編程。這樣基本上可以實(shí)現(xiàn)類似于人類操作員的機(jī)器人操作。

加工周期56分鐘，其中只有6分鐘需要UR5e看護(hù)零件。其余時間協(xié)作機(jī)器人只是在等待下一個周期。但我們不想讓它閑下來?！彼v述了公司添加零件沖洗和清洗站的方法。當(dāng)UR5e將機(jī)械加工零件從機(jī)床中取出時，協(xié)作機(jī)器人會先將零件浸入沖洗液中，然后用空氣噴射器吹干，最后將零件放在架子上等待裝運(yùn)。機(jī)加工車間還可以通過UR5e的I/O接口輕松控制氣動固定裝置和門致動器。Ojalehto解釋道：“這大幅減少了對數(shù)控接線的需求，并保留了數(shù)控機(jī)床的所有標(biāo)準(zhǔn)安全功能?！?/p>

當(dāng)Toolcraft在系統(tǒng)集成商的幫助下運(yùn)行初始應(yīng)用程序后，機(jī)加工車間就能夠自行編程和安裝沖洗和干燥站。Wittenberg說：“讓我們真正做到這一點(diǎn)的是優(yōu)傲機(jī)器人提供的各種免費(fèi)在線支持，在我們的自動化工程師參加在線UR學(xué)院之后，他花了幾個小時與集成商合作，并在沒有外部支持的情況下，成功將該工作站添加到了協(xié)作機(jī)器人的工作周期中。

起初，由于UR5e將無法執(zhí)行正常的機(jī)器管理工作，Wittenberg還擔(dān)心在沖洗站的編程階段產(chǎn)量將會下滑。Toolcraft的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，他們可以使用優(yōu)傲機(jī)器人的模擬器，并在協(xié)作機(jī)器人保持工作的同時，對循環(huán)的幾乎所有新增操作進(jìn)行離線編程。

UR+夾具加速集成

另一項(xiàng)加速集成的UR方案是UR+計(jì)劃，該計(jì)劃會對機(jī)器人的外圍設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證，例如夾具、視覺系統(tǒng)、軟件和其他配件，以便與UR協(xié)作機(jī)器人無縫協(xié)作。Rapid Design Solutions的Ojalehto說：“對于這種應(yīng)用，我們選擇了Pneu-Connect氣動夾具，主要原因是它經(jīng)過了UR+認(rèn)證，可以與優(yōu)傲一起使用，所有夾具軟件都直接集成在UR示教器上，無需進(jìn)行任何腳本編碼?！?/p>

每年增設(shè)一臺協(xié)作機(jī)器人，下一步目標(biāo)是臥式軋機(jī)自動化

鑒于首臺協(xié)作機(jī)器人的出色表現(xiàn)，現(xiàn)在，Toolcraft計(jì)劃每年增加一臺協(xié)作機(jī)器人。Wittenberg說：“我們自己的自動化工程師現(xiàn)在可以介入并排除任何有礙我們實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的問題。這是一項(xiàng)潛在的挑戰(zhàn)，由于軋機(jī)在銑床內(nèi)外交換，這給固定帶來了一些困難。但我們相信，我們可以通過使用優(yōu)傲機(jī)器人和一些新型固定技術(shù)來解決這些難題。”Wittenberg還說，下一個要在工廠實(shí)現(xiàn)自動化的是臥式軋機(jī)。

UR協(xié)作機(jī)器人型號：UR5e

所用UR+產(chǎn)品：PHD Pneu Connect夾具

04 公司

Toolcraft總部位于華盛頓州西雅圖市郊的門羅，是一家為航空航天、醫(yī)療和國防工業(yè)制造零件的小型機(jī)械工廠，提供高效、精確和一致的數(shù)控加工解決方案。www.tcprecision.com