Мобильные роботы повышают производительность труда и безопасность

Мобильный парк универсальных роботов теперь получает ежедневные заказы для решения постоянно меняющихся задач для крупного и мелкосерийного производителя электроники Scott Fetzer Electrical Group (SFEG; Fairview, TN). Поставляемые компанией Universal Robots USA Inc. (Ист-Сетокет, штат Нью-Йорк; Оденсе, Дания), коллаборативные роботы UR оптимизировали производство на 20 %, взяв на себя монотонные и потенциально опасные задачи сотрудников, которые теперь перераспределены на более полезную работу.

SFEG была создана в 2010 году для объединения возможностей трех подразделений компании Scott Fetzer:France Power Solutions, Northland Motor Technology и Kingston Products. Компания, расположенная на окраине Нэшвилла, разрабатывает и производит электроэнергетическую продукцию, включая трансформаторы, блоки питания, средства управления движением и приводные системы.

Когда первый робот UR5 прибыл в SFEG, его быстро назвали «Уолдо», вдохновленным популярными книгами «Где Уолдо», в которых рассказывается о дружелюбном парне, который постоянно появляется в новых местах среди толп людей.

«Один день Уолдо будет гнуть листовой металл, на следующий день он будет выполнять задачи по сборке и установке, а на третий день мы отвезем его на День производства в местной средней школе», — сказал Мэтью Буш, операционный директор компании. SFEG, производитель широкого спектра электродвигателей и компонентов.

Роботы UR — это новый тип роботов, классифицируемых как совместные из-за их интерактивного дизайна. Коллаборативных роботов легко настроить для выполнения новой задачи, и они оснащены встроенными системами безопасности, которые позволяют манипулятору робота автоматически прекращать работу, если он сталкивается с объектами или людьми на своем пути.

Буш столкнулся с этим новым решением для автоматизации, когда искал способы сделать SFEG более конкурентоспособной в глобальном масштабе, используя при этом больше преимуществ существующего оборудования. «Одной из самых больших проблем для нас как производителя с большим ассортиментом и малым объемом является то, что большинство наших линий не работают постоянно. Попытка найти способ поставить роботов на кон в традиционном смысле была очень сложной задачей», — сказал Буш.

«Мы хотели создать мобильную, гибкую робототехнику, и единственным способом добиться этого был коллаборативный робот. Мы видели только пару предложений, и робот UR был единственным роботом, который, по нашему мнению, мог выполнять эту работу. Он обладает скоростью и точностью стандартного промышленного робота, способным передвигаться и работать рядом с людьми», — сказал Буш.

Компания SFEG разместила роботов UR на опорах с колесами и в настоящее время строит парк мобильных роботов UR, развернутых по всему цеху обработки листового металла. Роботы интегрируются во весь производственный цикл от резки исходной заготовки на вырубном прессе до формовки, складывания и окончательной сборки электрических компонентов. Планируется, что дополнительные роботы будут помогать обслуживать револьверные прессы и листогибочные прессы.

Генеральный менеджер Роб Голдиез сказал:«Мы наблюдаем увеличение примерно на 20% благодаря тому, что Universal Robots работает рука об руку с нашими людьми». Роботы UR, работающие на линии моторного поля, - это роботы UR5 и UR10, названные в честь их полезной нагрузки в килограммах. Все роботы имеют повторяемость 0,1 мм и диапазон досягаемости от 19,7 до 51,2 дюйма (500–1300 мм).

UR5 размещается в конце очереди рядом с сотрудником, который вручает роботу деталь моторного поля. UR5 берет деталь, помещает ее в держатель, берет кусачки, чтобы обрезать провода, а затем помещает деталь на конвейер для окончательной сборки роботом UR10.

«Мы можем связать несколько роботов вместе и считывать через Modbus соединения TCP и статус робота. Мы также можем передавать информацию другим программным пакетам и собирать данные. Это открывает много возможностей для многих вещей, на которые мы только сейчас начинаем обращать внимание», — сказал главный инженер Джейми Кук.

Робот UR поставляется с подвесным сенсорным экраном, через который выполняется все программирование. Направлять манипулятор робота можно либо с помощью клавиш со стрелками на экране, либо просто схватив манипулятор и «обучив» его нужным движениям между путевыми точками. Это избавило Кука от программирования структурированного текста, который обычно приходилось программировать при работе с традиционными роботами.

«Учиться было действительно легко, и все прошло гораздо легче, чем я ожидал. Я бы сказал, что это заняло от трети до половины времени внедрения, исходя из моего предыдущего опыта», — сказал Кук.

Поскольку SFEG искала задачи для автоматизации, устранение монотонных и потенциально опасных задач было приоритетом номер один. Еще одна задача, которую теперь выполняет парк мобильных роботов UR, — заливка эпоксидной смолой печатных плат.

В прошлом сотрудники собирали большую партию печатных плат, стояли там и вручную заливали их двухкомпонентной эпоксидной смолой и отправляли на линию отверждения. Сегодня робот делает это в течение всего дня, позволяя нам перейти к потоку единичных изделий. Угрозы безопасности теперь можно избежать на линии возбуждения двигателя, поскольку робот UR выполняет обрезку проволоки.

«Это потенциальное приложение для лечения синдрома запястного канала, перерезающее около 16 000 проводов в день вручную. Поэтому мы подумали, что это отличное место для размещения роботов — пусть у них будет запястный туннель!»

«Мы наблюдаем примерно 1 к 1 перемещению людей из того места, где мы установили робота, который позволяет нам перемещать человека в другую область бизнеса. Сейчас у нас есть 14 роботов от Universal Robots, и поскольку мы все их внедрили, мы рассчитываем, что сможем переназначить 14 сотрудников», — сказал Голдиез.

Одной из следующих задач роботов, разрабатываемых в настоящее время в SFEG, является установка c-образных зажимов на арматуру. В лакировочной печи два UR10 будут загружать и выгружать корзины с двигателями. Один UR10 уже развернут в конце лакировочного конвейера, работая как простая перегрузочная станция, перемещая корзины между линиями.

«Мы смотрим на все, что сейчас разрабатываем, на новое, чтобы убедиться, что мы можем собрать его с помощью робота. Если мы не сможем собрать это вместе с роботом, нам придется вернуться к чертежной доске и попробовать еще раз».

Для получения дополнительной информации от Universal Robots USA Inc. посетите сайт www.universal-robots.com или позвоните по телефону 631-610-9664.

Эта статья была впервые опубликована в выпуске Manufacturing Engineering за март 2016 г. журнал. Прочтите «Мобильные роботы повышают производительность труда и безопасность» в формате PDF.