“火眼金睛”機器人質檢員:精准快速識別廢品

2019-10-31 16:00:00
  • “火眼金睛”機器人質檢員:精准快速識別廢品

“當質檢員每天需要檢查成千上萬個零件時,有時就會對缺陷“視若無睹”。但機器人永遠不會。”Zippertubing公司的運營經理Tim Mead在接受《紐約時報》采訪時描述了其UR5協作式機器人如何穿過按扣固定機並爲軟管、管道和電纜包裹隔熱材料的情況。UR5將零件展示給視覺攝像機,以檢查添加的按扣是否正確,而這一循環只需要25秒。根據結果,UR5會將成品分揀至“合格品”或“廢品”之中。

“利用UR5 協作式機器人的最大獲益就是,我們的産品質量得到了顯著改善;該款機器人運行了八個月就讓我們從部分産品退貨的困境中走了出來,實現了生産零件零缺陷。”Mead 表示。“我們通過機器人確定的零件公差要比手動操作高300%,”他表示並補充道,UR5 還解決了 Zippertubing 就這一重複性任務所面臨的招聘難題。“過去需要三個人來完成一台機器人所實現的操作,所以這確實幫助我們提高了生産能力。”

Zippertubing對其第一部UR5進行了編程,以拾取預切割的面料,之後協作式機器人會穿過一台按扣固定機,插入五顆陽扣並移至第二部機器,添加五個陰扣。

讓機器人成爲系統“大腦”

在UR5上部署視覺攝像機乍聽之下似乎是一項十分艱巨的任務。“真正棘手的是,如何讓機器人與攝像頭對話以及誰說了算?”運營經理表示。“通過了解優傲機器人,我們意識到我們能夠制造出自己的PLC;機器人是大腦,它會發出所有命令並接收反饋。”機器人只是從攝像機中尋找反饋。如果找不到反饋,則表示這是一個有缺陷的零件;如果收到了反饋,則表示這個零件合格,並將其分揀至相應的區域。

插入按扣後,UR5將面料放在視覺攝像機鏡頭下進行質量檢查,然後將其分揀爲“合格品”或“廢品”。

“我們綜合考慮後選擇了優傲UR5機器人”Zippertubing的工程經理Matt Hesselbacher 表示。“快速演示後,我們發現這是一部可以自行集成的協作式機器人。由于每個月的産品會不斷變化,我們也關注多功能性。”Hesselbacher 解釋道。“操作員會在機器人周圍工作,爲其送入原始零件並取出成品,因此安全始終是重中之重。”

Zippertubing 安裝了區域掃描器,一旦有人進入工作區,機器人就會減速。

Zippertubing 絕不是唯一一個將協作式機器人成功用于檢查任務的企業。越來越多的制造商希望協作式機器人不僅能夠重複執行准確的工藝和預先定義的工作流程,還希望擁有最小的偏差,從而爲研究或分析提供最佳條件。

機器人質檢員

Comprehensive Logistics 希望可以實現100%合格産品的裝配線。在公司俄亥俄州揚斯敦的裝配線上,發動機零件像鍾表一樣在傳送帶上移動,每個工位需要60秒的時間。“這是一條快節奏的生産線;一切都需要按部就班,”Comprehensive Logistics 市場總監Gary Bobalik表示。該公司是北美兩大車企的物流和合同制造供應商,擁有懸架、動力總成以及內部組件次總成等多條生産線。

在 Comprehensive Logistics的車間,一部UR10與裝配線工人並肩檢查托架次總成。

生産線不容許任何錯誤。隨著發動機托架次總成到達生産線末端,Comprehensive Logistics 需要確保每個次總成(包括關鍵的轉向齒輪線束接頭)都已完全安裝到位並鎖定。“如果連接存在間歇性的松動,或者連接不牢固,這將會引發間歇性故障等諸多問題,以至于完全喪失動力轉向功能,而這類故障的嚴重等級高達8級。”Comprehensive Logistics增值裝配總監 Mike O’Keefe 表示。“這一故障將會危及生命,因此我們要確保將這些夾子100%固定到位。”這是每個制造商都需要面臨的挑戰。“整個行業的人工檢查效率僅約爲80%,因此我們一直在尋找可以實現一致質量的自動化系統。”O'Keefe表示。

檢查轉向器線束插件是否正確裝配至關重要。如果因接頭未安裝和鎖定到位而出現間歇性連接問題,則可能會導致動力轉向系統喪失功能,這是一個嚴重等級爲8級並且會危及生命的故障模式。

固定攝像機難以安置于狹窄的區域

這一工藝使俄亥俄州的制造商十分頭疼:公司采用的固定式多攝像機系統難以定位在狹窄的區域,所以無法實現Comprehensive Logistics 所要求的可重複性。“攝像機系統收集的數據並不純粹。”O’Keefe補充道,他還嘗試了一種無法滿足重複性要求的探針式機器人。

公司開始研究替代方案,但對解決方案的要求十分苛刻:它必須支持Comprehensive Logistics對正常運行時間的要求,同時易于使用,能夠輕松地與生産線和工藝中的員工相集成。“我們必須找到一個不會導致潛在安全問題的方案。”O’Keefe解釋道。“有了優傲機器人,我們很快發現它是一款經濟高效的輕型機器人,可以將視覺攝像機安全反複地移至正確的位置。優傲機器人十分靈巧,可以深入到關鍵任務點,具有100%的可重複性。

UR10 配備有攝像機,拍攝的每個圖像都會立即得到處理,並將檢查結果顯示在協作式機器人旁邊的屏幕上。

配備了視覺攝像機的頂置式UR10協作式機器人可在檢查點之間快速移動,並能夠在其縮回“原位”之前爲各個連接點拍攝照片,然後等待下一個待檢查組件。該生産線爲柴油發動機和汽油發動機均裝配了發動機托架,分別帶有11個和9個檢查點。優傲機器人所集成的軟件可以跟蹤生産線的構建,通知機器人需要檢查的版本。拍攝的每個圖像都會立即顯示在機器人旁邊的屏幕上,同時還有第二個屏幕顯示發動機托架圖,表明各個檢查點的完成情況,使用綠色或紅色標記表示合格或報廢。

對投資回報率進行了七個月的初步估算後,Comprehensive Logistics的O'Keefe表示,投資回報期實際上可以縮短至大約四個月,不僅節省了制造商的投資成本,我們的員工也沒有失業。

想要爲您的協作式機器人增加視覺功能?點擊查看我們認證的UR+視覺解決方案,與優傲協作式機器人手臂無縫協作。