Человекоподобный робот автоматизирует вторичные операции обработки

Это видео представляет собой обзор Swiss Productions и внедрение робота, который позволил компании выполнять обработку без отключения света. (Видео предоставлено Swiss Productions Inc.)

Идеальный производственный сценарий для цеха — одна единица оборудования для полной обработки деталей. Компания Swiss Productions Inc. из Вентуры, Калифорния, располагает технологиями механической обработки, способными это сделать. Однако для некоторых работ детали, которые сначала обрабатываются на токарном станке с ЧПУ, требуют дополнительной обработки на фрезерном станке, и с этим возникает необходимость в операторе для обслуживания этих второстепенных станков. Обычно.

Тем не менее, Swiss Productions недавно добавила двух коллаборативных роботов (коботов) для обслуживания пары своих компактных фрезерных станков с ЧПУ. Новая автоматизация позволяет станкам работать без присмотра в течение длительного времени в течение дня и даже выключать свет на восемь часов вечером, тем самым выигрывая у компании 64 часа ночной работы без присмотра каждую четырехдневную рабочую неделю.

Кроме того, преимущества коботов заключаются в том, что они могут безопасно работать вместе с людьми без ограждения, которое обычно требуется для промышленных роботов, интуитивно понятны в программировании и часто при необходимости могут быть легко перераспределены на другое оборудование.

Тем не менее, роботы, интегрированные Swiss Productions Inc., предлагают все эти преимущества плюс одно. То есть седьмая ось, которая, по сравнению с обычными шестиосевыми роботами, обеспечивает дополнительную гибкость, больше похожую на движение руки человека для обхода препятствий, таких как дверцы станка, и работы в ограниченном пространстве. На самом деле, два робота в магазине даже закрывают дверцы машин и запускают цикл самостоятельно, что позволяет людям, которые ранее ухаживали за машинами, выполнять более важные обязанности, чем просто загружать и разгружать машины.

Благодаря датчикам безопасности OB7 робот может работать на высоких скоростях, когда в непосредственной близости нет людей, а затем снижать скорость до безопасной для человека скорости или останавливаться, когда поблизости находятся люди. (Фото предоставлено Swiss Productions Inc.)

Автоматизация с помощью руки

Начав с 12 винтовых станков в 1982 году, рост Swiss Productions впечатляет, так как сейчас в нем насчитывается более 50 винтовых станков, 30 вспомогательных рабочих станков и 10 станций видеоконтроля. Возможности прецизионного механического цеха включают обработку деталей диаметром от 0,019 до 2,5 дюймов. Компания производит более 2 миллионов деталей в месяц для медицинской, электронной, аэрокосмической, автомобильной и ирригационной промышленности, а также для государственных нужд.

С более чем 50 винтовыми машинами, 30 вспомогательными операционные машины и 10 станций видеоконтроля, возможности прецизионного механического цеха включают обработку деталей диаметром от 0,019 дюйма до 2,5 дюймов в диаметре.

Компания Swiss Productions обнаружила, что ручное обслуживание ее второстепенных фрезерных станков становится узким местом, не позволяющим компании удовлетворять потребности клиентов. В 2018 году Тимо Лансефорд, вице-президент/генеральный директор, и его дядя, старший вице-президент Swiss Productions Ричард Петраш, определили несколько различных потенциальных моделей роботов для обслуживания станков, исследуя возможности автоматизации для двух второстепенных машин Haas VF2 компании. Мини мельницы.

«Мы остановились на Productive Robotics, потому что они были местными и предлагали удобного в использовании робота с быстрой настройкой», — говорит Лансефорд. «Мы протестировали четырех роботов и продолжали возвращаться к OB7».

Лансфорд оценил этого робота благодаря его конструкции и простоте использования. Для первоначальной настройки робота его легко подкатить к машине и зафиксировать на месте с помощью встроенных роликов и выравнивающих ножек. Затем вместо программирования с помощью кода оператор «обучает» робота необходимым движениям, что занимает от 15 до 40 минут, в зависимости от сложности детали. Оператор берется за ручку робота (на конце руки). В этой точке робот плавает и свободно перемещается, поэтому его можно легко перемещать. Если оператор хочет, чтобы робот взял детали, например, с пластины, он/она подтянет его к детали, а затем нажмет кнопку на рукоятке, которая закроет захват на детали. Таким образом, робот знает, что намерение состоит в том, чтобы поднять эту деталь. Затем оператор перемещает робота с деталью в руке туда, куда он хочет. Как только он окажется в нужном положении, оператор нажимает другую кнопку, которая открывает захват, чтобы отпустить деталь.

По сравнению с традиционными шестиосевыми роботами седьмая ось OB7 обеспечивает дополнительную гибкость для обхода препятствий и работы на ограниченном рабочем месте. По словам Богарта, именно седьмая ось заставляет робота двигаться как человеческая рука, что делает его уникальным на рынке роботов.

Операторы Swiss Productions научили робота проникать в мини-заводы, на которых они работают, брать готовые детали и двигаться вместе с ними вбок. Затем они выдувают цанги, которые используются для удержания деталей. Радиусы быстрого поворота позволяют им закрыть дверцу машины, проверить, плотно ли закрыта дверца, а затем повернуться, чтобы нажать кнопку запуска цикла, которая находится на 180 градусов от предыдущего положения.

Зак Богарт, президент Productive Robotics, говорит, что его компания хотела привлечь операторов, которые ничего не смыслят в программировании роботов. «Мы смотрели на разработку OB7 так:«Если человек может рассказать другому человеку, как выполнять работу, не должен ли человек рассказать роботу, как выполнять работу, максимально точно так же, как это возможно». ?», — говорит Богарт.

Productive Robotics также пытается заставить своего робота работать как человеческий мозг, насколько это возможно. «Когда мы строим наших роботов, они проходят через процесс, в ходе которого каждое из семи соединений робота узнает о себе», — говорит Богарт. Он объясняет, что робот узнает о своих внутренних особенностях, включая шестерни, подшипники и двигатели, поэтому он может двигаться точно и плавно. Этот процесс занимает от 15 до 20 минут для каждого сустава.

С тех пор, как Productive Robotics и Swiss Productions начали работать вместе, их отношения стали теснее. Лансфорд говорит, что он позволяет Productive Robotics использовать свой магазин в качестве стартовой площадки, соглашаясь на интервью с другими компаниями, которые хотят инвестировать в OB7. Компании посещают Swiss Productions, чтобы своими глазами увидеть, как робот интегрировался в возможности цеха.

«Деловые/рабочие отношения с Productive Robotics в сочетании с их своевременным обслуживанием были на высшем уровне», — объясняет Лансфорд. «Все, что мы просили, требовали или предлагали, компания реализовала».

Высвобождение людей для выполнения важных задач

Хотя люди в основном удаляются от операции, когда в нее вступают роботы, эти люди высвобождаются для выполнения задач, требующих их интеллекта, которым не обладают роботы.

«Люди склонны рассматривать роботов как замену людям, — говорит Лансфорд. «Но это не так. Они исключают утомительные, ручные задачи из повседневной жизни, которые вместо этого может выполнять робот, а затем этот человек может делать то, что робот не может. Робот не может думать или проектировать. Они могут только совершать движения внутрь и наружу и нажимать кнопку».

Лансфорд и его команда в Swiss Productions испытали это на себе

Swiss Productions Inc. владеет двумя OB7, которые работают на своих мини-фрезерных станках Haas VF2. Одна мини-фабрика обрабатывает заказ на 6000 штук, а другая — на 2400 штук. Магазин обычно изготавливает собственные захваты для роботов. Производственная обработка узнал об OB7 из дня открытых дверей Absolute Machine Tools. Компания распространяет и обслуживает робота и в настоящее время является одним из немногих авторизованных интеграторов OB7 для обрабатывающих центров с ЧПУ.

себя после внедрения своих роботов OB7. Автоматизация помогла увеличить производительность оборудования в магазине без необходимости кого-либо нанимать или увольнять. Когда компания приобрела своего первого робота, в инструментальном отделе компании было всего четыре станка. Теперь их 10, и двое из них работают с роботами.

Эти операторы теперь управляют токарными станками, а также обслуживают станции OB7 и проверяют детали. За каждым из двух роботов закреплен один оператор, который каждые пару часов снимает готовые детали со стола робота и проверяет их, в то время как робот продолжает выполнять свою задачу по загрузке. С помощью этих роботов операторы могут выполнять три задачи вместо одной, что значительно повышает их эффективность.

Хотя робот не огорожен, людям безопасно находиться рядом с роботом. Поэтому нет причин заставлять робота останавливать производство. «В отличие от промышленных роботов, у которых отсутствует датчик силы, необходимый для безопасной работы среди людей, у коллаборативных роботов есть датчик силы, необходимый для того, чтобы позволить роботу остановиться, когда он натыкается на объект или человека», — говорит Богарт. «OB7 безопасен, потому что он может почувствовать, если неожиданно наткнется на что-то. Если он натыкается на что-то, он автоматически останавливается».

Другие ресурсы автоматизации

Компания Swiss Productions с пользой использовала свои инвестиции в автоматизацию, интегрировав автоматическую обработку на своих вспомогательных станках, что значительно увеличило время выполнения заказа в цехе. Типичный размер партии для мини-заводов магазина, за которыми обслуживают роботы, состоит из заказа на 6000 штук на одной из машин и заказа на 2400 штук на другой машине. «Если бы у меня был человек, выполняющий заказ на 2400 деталей, нам, вероятно, потребовалось бы восемь недель, чтобы выполнить эту работу», — объясняет Лансфорд. «Мы сократили это время вдвое, потому что теперь можем выключать машину с помощью робота».

Отсутствие необходимости программировать роботов — еще одна экономия времени. По словам Лансфорда, поскольку для настройки простой детали OB7 требуется всего 15–20 минут, каждая настройка экономит столько же времени. "Итак, допустим, вы выполняете от 30 до 40 настроек в год, это невероятное количество времени, которое вы экономите", – говорит он.

Он также комментирует простую систему plug-and-play, предлагаемую роботом, и говорит, что отсутствие необходимости вводить числа в ЧПУ станка позволяет дополнительно сэкономить время.

Вот взгляд на два OB7, работающих на Swiss Productions. (Видео предоставлено Swiss Productions Inc.)

Роботы после переезда

Поскольку Swiss Productions добилась большого успеха, внедрив двух своих роботов OB7, она планирует закупить больше после того, как осенью 2022 года переедет в более крупное предприятие в Либерти-Лейк, штат Вашингтон.

Лансфорд объясняет, что не все 37 сотрудников компании переезжают вместе с компанией. На самом деле, только 14 планируют переехать вместе с ним. Хотя он говорит, что компания, скорее всего, наймет 10 человек, магазин должен быть инновационным и интегрировать больше роботов. Он говорит, что на новом месте мини-заводы Haas будут стоять лицом друг к другу, поэтому он планирует купить роботов, которые могут управлять двумя станками одновременно.

Тем временем Productive Robotics продолжит совершенствовать свои технологии для разработки роботов, которые проще и быстрее внедрять пользователям, делая их умнее. Богарт говорит, что отрасли требуются более интеллектуальные технологии в целом, а не только для роботов.

Он также намекает на тенденцию, связанную с идеей создания сторонними разработчиками аксессуаров для конкретных работ, таких как сварка или проверка, на универсальном роботе.

Продуктивная робототехника | 805-244-9300 | productrobotics.com

Свисс Продакшнс Инк. | 805-654-8525 | swissproductions.com

Седьмая ось OB7 и цифровой принтер

Сосредоточившись на разработке своих роботов, которые наилучшим образом подходят для большинства работ, Productive Robotics создала OB7 с седьмой осью или седьмым шарниром. Эта седьмая ось является характеристикой, которая позволяет роботу обходить препятствия, как это может делать человеческая рука. По словам Зака ​​Богарта, президента Productive Robotics, без седьмой оси это движение невозможно.

«Седьмая ось — это движение, которое вы используете, если занимаетесь армрестлингом, — движение плеча», — объясняет Богарт. «Это движение, которое дает механическим цехам возможность размещать робота где угодно, кроме как прямо посреди рабочей зоны, что намного удобнее для пользователя».

Хотя OB7 от Productive Robotics появился на рынке относительно недавно, технология развивалась с 1980-х годов, когда Богарт разработал роботов для производства спецэффектов в кино. Эта работа позволила ему спроектировать системы камер с роботизированным управлением, которые операторы камер могли программировать самостоятельно. Для него это означало, что ему нужно создать систему, не требующую программирования, что он и сделал.

«В те дни вы управляли им с помощью джойстиков, как моделью самолета», — объясняет он. «Затем компьютер выучит все эти движения и сможет воссоздать их на пленке».

Около восьми лет назад Богарт основал новую компанию, которая занималась исключительно роботами; так родилась Productive Robotics, а затем в 2017 году появилось то, что сейчас называется OB7. Однако на этот раз Богарт признал, что компьютеры стали более сложными, что позволяет создавать менее сложные и более полезные роботы.

Понимание Богартом робототехники исходит из аналогичной технологии, которую он изучил в другой принадлежащей ему компании, производящей высокотехнологичные системы цифровой печати. По его словам, цифровые принтеры, хотя и не кажутся похожими, предназначены для управления многими элементами с помощью компьютера, как и роботы.

«Технология постоянно развивалась, и это общая черта», — объясняет он.