机器人解决装配线生产的挑战

机器人技术的使用帮助一家电子产品制造商将废品率降至接近零，并将生产率提高了近五倍。“创造革命”公司为酒店业开发了一套客户服务寻呼系统。这个冰球大小的通讯圆盘可以让客人通过智能手机与服务员进行无线连接。组装光盘是一项复杂的任务，需要精度和可重复性。

“问题是，你不可能像人类一样，一遍又一遍地有效地重复一个特定的过程，”创造革命的首席执行官埃纳·罗森伯格说。Rosenberg正在寻找一种能够同时满足质量和数量要求的自动化解决方案。

“这两种元素总是相互争斗。我们研究了大约40家不同的机器人公司，他们中的大多数都没有很好的编程方式;他们对环境的要求太多了;或者它们太大或者太脆弱，”罗森伯格说，他在研究结束时选择了通用机器人公司的UR3协作机器人。

与人类的安全合作

这些机器人被归类为协作机器人，因为它们内置的安全系统可以使机器人手臂在其路线上遇到物体或人时自动停止操作。这一功能使人和机器人能够并排工作，而无需传统工业机器人通常需要的围栏。

“我们需要人类给机器人喂食。机器人的安全特性实际上简化了很多，所以我们对我们最宝贵的资产——不是机器人，而是我们的人——感到更安全。”

按小时付给机器人报酬

该机器人由Hirebotics集成到creingrevolutions的装配线中。Hirebotics是Universal Robots认证的系统集成商，可以让creingrevolutions这样的初创公司按小时租用协作机器人，而无需预付资本支出。罗森博格说:“我们是一家初创公司，所以买不起非常昂贵的机器人。”“使用传统的机器人和内部人员的传统设置，费用和复杂性-我们基本上正在改变这一切。

用旋转的方式扩散硅胶

机器人处理两个循环:首先，机器人逐行检查铝外壳部件在托盘上的排列是否正确。然后，机器人拿起零件，将其放入夹子中，拿起硅胶注射器，并将硅胶对准外壳的内缘。机器人放下注射器，把一个丙烯酸圆盘放在硅胶上。

“然后机器人会做一个我们称之为‘扭转’的过程，因为无论如何，我们发现硅胶永远不会达到一个完美的圆。为了均匀分布，机器人使用一个吸入装置向下按压并扭曲丙烯酸盘，从而在将组装好的部件放回托盘之前完美地分布硅胶，”罗森伯格说。

五倍效率增益

机器人预先设定的另一个周期是钻孔和焊接过程。机器人从分配器中取出一个铜底座的圆盘，将其放入一个光学激光传感器中，该传感器将圆盘对准，然后机器人将圆盘放入一个支架中，通过闭合两个夹子将其固定。

“下一步是机器人从多功能传送带上抓起一个钻子，然后是一种啄钻过程，因为如果你只是强迫它，丙烯酸就会破碎。机器人足够敏感，基本上可以把它塞进去，直到挖出一个完美的洞，”罗森博格说。

钻孔完成后，机器人将钻头放回作业带，并松开其中一个夹子，留出一个开放区域，让带有自动焊锡送料器的烙铁可以进入。回到多功能传送带，机器人抓起烙铁，把三个预焊点放在铜和周围的孔钻。一旦这一步完成，机器人就会通过吹气来冲洗掉任何碎片，松开第二个夹子，然后抓住圆盘并将其放入另一个装有完成部件的管子中。因此，根据罗森伯格的说法，预焊将工艺效率提高了近五倍。

机器人:合作的第三者

罗森博格解释说，在机器人之前，手动焊接过程确实需要操作员有三只手。“我们有这样的电路板，你必须夹住电线，因为人类必须拿着一个焊接针和焊丝。现在，机器人将预焊料精确地放置在你应该焊接那些电线的位置上。”“因此，人们不必再拿着焊丝，而是可以拿着圆盘，用一只手拿着焊丝，而不是用夹子;然后简单地焊接。机器人让每个人的生活都变得更干净、更容易;这是一种真正的合作方式。”

机器人快速集成

从“创造革命”公司第一次与Hirebotics公司接触到订购、安装和编程机器人，只花了几个星期的时间。Hirebotics的联合创始人马特·布什解释说，快速部署是必不可少的。协作机器人在这方面有帮助，因为它们通常不需要额外的安全围栏来执行任务。

“当我们到达客户现场时，我们可以很快调整机器人。我们可以抓住机器人手臂，让它进入自由驱动模式，并通过物理方式让它沿着我们想要的路径运行，从而‘教它’，而不必想出数百个路径点，并对它们进行预先编程。”

罗森博格说，对现有程序进行修改也很简单。“我们需要将双钻工艺改为单钻工艺。于是Hirebotics把修改过的软件发给我们，我们把它放在USB上传到机器人;“砰”的一声，他们修好了。在一两个小时内，他们完成了代码，同一天，我们就可以完全改变机器人的工作方式。”

智能手机机器人监控

Hirebotics还提供了一个智能手机界面，旨在使客户能够监控他们的机器人的性能，并获得持续的技术支持。当事件发生时，性能数据会从机器人流出，并且可以在Hirebotics移动应用程序中通过实时图表进行监控，以便快速了解确切的生产数字。网络摄像头可以显示生产线上发生的事情，让客户和Hirebotics随时监控生产活动。提高移动设备对流程的可视性是工业4.0的宗旨。罗森伯格说:“通过收集机器人在给定时间内生产的单位数量的细节，我们可以将所有数据结合起来，对我们的生产需求做出现实、非常准确的预测，比如需要多少人，以及我们需要关注哪些方面才能达到最佳生产水平。”

hirebots还实时监控机器人的表现，以防出现任何故障。罗森伯格称，云连接是工业4.0的重要组成部分，他说:“我们在世界上任何地方都能实时了解机器人正在工作的光盘，以及正在发生的过程或步骤。”

他说:“就像创造革命一样，我们的许多客户都是中小型制造商，他们可能没有像许多大型原始设备制造商(oem)那样的大型集成工厂。”“这是他们第一次真正了解数据实时从你的机器上传回有多强大。我们的一些客户过去经常做时间研究，因为他们的客户要求这样做。自从他们引进了云连接的机器人，他们就不再需要做研究了，因为他们对机器人生产的产品了如指掌。”

机器人增加了更多的工作

罗森伯格说，员工最初对与机器人共享工厂空间的想法感到愤怒。他说:“一旦机器人投入使用，他们就开始意识到，一些繁琐或需要一定灵巧度的工作，他们无法持续保持，但他们的新机器人同事可以完美地处理这些工作，而他们现在已经被视为团队的一员。”“我们甚至增加了工作岗位，以跟上机器人产量的增长。现实情况是，我们在海外生产的成本会更低，但在税收减免、运输成本降低和机器人的结合下，我们可以在美国本土创造就业机会。”

下班后独自工作

除了白天与人类工人并肩工作外，机器人在工人晚上回家后继续工作数小时，为第二天的进一步组装准备零件。

“大多数公司距离淘汰制造业还需要数年时间，因为它是如此的资本密集型。但是，通过按小时租用机器人，并只按它们实际工作的时间付费，各种规模的公司都可以负担得起更多的自动化流程，”布什说。他的云连接解决方案使客户可以放心地离开现场，而机器人会继续工作。

罗森博格提到了最近的一个事件，机器人使用了一个错误的组件开始了一个错误的过程。“我们通过安装在机器人上方的高清摄像头看到了它，意识到我们不需要派人去工厂;我们可以让机器人自己跑完，然后我们在第二天清理烂摊子。”他说。“在任何其他情况下，如果我们要信任这样的机器人，我们绝不会在没有人类在场的情况下运行它。”

机器人成为一个卖点

让机器人完成几个组装步骤已经成为“创造革命”的一个巨大卖点。

“当我们的客户来到这里看到机器人时，他们意识到因为有了机器人，质量和精度得到了保证。因为我们不是一家成熟的公司，他们希望自己使用的产品不会让他们失望。”“机器人向他们展示了一种力量，从而加强了我们的销售。”

构建云基础设施

Hirebotics使用TCP/IP连接到云基础设施，该公司已经建立了云基础设施来监控其现场机器人。Hirebotics还使用云连接器将其他服务实现到单元中，例如相机或客户设备。

Hirebotics的联合创始人马特•布什(Matt Bush)表示:“通信协议是任何机器制造的重要组成部分，决定包括哪些协议至关重要——不仅是为了当前的系统架构，也是为了将来能够承担任何升级或扩展。”

这种设置给了Hirebotics更多的控制来改变他们如何使用设备，而不需要更新机器人的操作或程序。

“利用标准架构，如TCP/IP套接字通信或XML远程过程调用(RPC)，为我们提供了一个经过良好测试和稳定的框架库，以及快速扩展机器人在该领域的功能的能力。然后，我们能够在先前安装的机器人上使用它，并迅速提供增强的功能或现场监控，”布什说，并强调尽管协作机器人被吹捧为具有非常直观的触摸屏界面的用户友好型机器人，但它可以更深入地了解系统并使用高级脚本功能。

“接口——我们对它们进行编程的方式，以及我们能够在核心机器人之上编写应用程序编程接口(API)层的方式——使我们能够非常快速地从设计、到编程、再到生产。我们已经编写了自己的API，它位于机器人之上，我们不断引用我们构建的云基础设施，”他说。“我们甚至能够利用来自机器人的实时数据流，这就是我们如何获得实时诊断。我们能够每隔三到五秒连续向云端发送诊断数据包，我们能够获得所有这些信息，是因为机器人内置的实时数据反馈。”

下一个进化:机器人使用不同的工具

大多数机器人只专注于一项任务，但在创造革命中，机器人却不是这样，它是多任务的。“我们已经使用了所有这些工具。我们向Hirebotics展示了每一个过程，这就是‘多功能带’的由来，”罗森伯格说，他希望机器人模仿他的员工正在做的过程。“一个人拿起一个工具，完成这个过程，然后把工具放回去。这正是机器人现在所做的。”

布莱恩全身心他是优傲机器人的区域销售经理。Chris Vavra编辑，产品编辑，控制工程，CFE媒体，cvavra@cfemedia.com．

更多的建议

关键概念

• 协作机器人与人一起工作，加快焊接速度。
• 拒绝直线下降，吞吐量增加。
• 编程、集成和设置都是直观的。

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关于优傲机器人

“万能机器人”是机器人领域多年深入研究的成果。六轴机器人手臂的重量只有24磅，可达到51英寸。产品组合包括协作式UR3、UR5和UR10机器人手臂，以其有效载荷公斤命名。+/- 0.004 -in的重复性允许快速精确处理即使是微小的零件。经过初步的风险评估，协作的通用机器人可以在没有安全防护的情况下与人类操作员一起操作。如果机器人与员工接触，内置的力控制会限制接触时的力，遵守当前对力和扭矩限制的安全要求。由非技术用户直观地编程，机器人手臂在不到一个小时的时间内从盒子到操作，通常在4到8个月内收回成本。自2008年12月第一台优傲机器人进入市场以来，该公司已经取得了长足的发展，机器人手臂现已销往50多个国家。公司总部位于丹麦欧登塞，所有的研发和生产都在这里进行。 In 2015, Boston-based Teradyne Inc., a leading supplier of automated test equipment, acquired the company. Universal Robots has subsidiaries in the U.S., Spain, Germany, Singapore, Czech Republic, India, and China. U.S. regional offices are located in Ann Arbor, MI, Long Island, NY, Irvine, CA and Dallas, TX.
www.universal-robots.com。

关于创造革命
这家位于迈阿密的初创公司的服务寻呼机基于11项独特的专利，设计寿命为10年，无需充电或插电。在许多不同的交流环境中使用，最广泛的应用是在餐馆，客人将智能手机触摸到光盘，手机上就会立即出现一个应用程序。这款应用的人工智能可以理解这些查询，并将其翻译成接收者的母语;如果客人要求再来一轮酒，它会和酒保沟通;如果客人想要一辆车，它会和服务员沟通，等等。事实证明，该解决方案可以使员工人数增加一倍
efficiency.www.creatingrevolutions.com

关于Hirebotics
Hirebotics的使命是让所有行业、各种规模和类型的制造商都能轻松、负担得起地实现自动化。该公司的创始人罗布·戈尔迪兹和马特·布什于2015年在纳什维尔成立了这家公司，目前机器人工人已被部署在佛罗里达州、俄亥俄州、密歇根州、纽约州、威斯康星州、印第安纳州和田纳西州，作为按小时计酬的员工。Hirebotics是优傲认证的系统集成商，专门与优傲机器人合作。
www.hirebotics.com

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