视觉引导的协作机器人使日常生产翻倍

密西西比州伦伯顿市的 Walt Machine 承诺“优质零件、按时打印、按时交付”，以其可靠性而自豪，但它在面临潜在瓶颈时苦苦挣扎。每年，该公司都使用一台 CNC 机床在短短两个月内生产出数千个相机外壳。产量的这种短期增长通常会削弱其履行其座右铭承诺的能力。为了应对这一挑战，该公司从加拿大魁北克省莱维斯的 Robotiq 公司投资了一个简单的视觉系统，并将其安装在一个协作机器人（cobot）上，该机器人配备了来自 Universal Robots（纽约东塞托基特）的抓手系统。

Walt Machine 专门从事科学相机组件的高精度光学工作，每年春天都会收到一份订单，订购大约 6,000 个相机外壳，这些相机外壳是在 Haas VM-3 上生产的。这份订单的规模可能表明公司总裁 Tommy Caughey 应该在他的正式员工之外雇用一名全职 CNC 操作员，但这个解决方案有其缺陷。首先，加工每个相机外壳的一侧需要 30 到 45 分钟。这意味着，每天工作 8 小时，用一台机器生产全部订单需要数周时间。在那个时间范围内，当新员工接受全面培训时，零件几乎可以交付。

Caughey 先生没有投资培训员工并担心该人在生产高峰期间的保留，而是考虑了一种机器人解决方案。 “大概四六年前，我在国际制造技术展 (IMTS) 上看到了优傲机器人，我觉得它很有趣：一个不需要任何额外东西的机器人。多年来，我一直在跟进，并认为那是我们有一天需要去的地方，”他说。该解决方案的一个障碍是协作机器人需要视觉或传送系统来从 VMC 的桌子上拾取原始零件。 Caughey 先生被告知这是一个非常困难的过程，应该由专门的“视觉专家”来处理。

然而，在 2016 年 6 月，Robotiq 发布了专用于 Universal Robots 的 Plug + Play 手腕相机。这个系统让 Caughey 先生可以检查他愿望清单上的每一个方框。他购买了一台 UR10 协作机器人，并将手腕摄像头安装在其双指 140 夹持器的正上方，通过简化的机器人编程实现视觉扫描。

为了教协作机器人，Caughey 先生说，“要么你把它放在你想拾取它的表面上，然后从四个不同的方向拍摄它的四张快照，或者，如果它是一个简单的东西，比如一个矩形或圆形毛坯，您只需设置所采物的尺寸，（协作机器人）就知道了。”他说，这些简单的技术可以让协作机器人在大约 10 分钟内完成教学，无需视觉专家。

下一步是将 15 到 20 个相同的未加工零件放置在协作机器人视野内的桌子上。机器人在桌子上旋转并用相机拍摄零件的快照，然后靠近并拍摄单个零件的更详细的照片。机器人识别工件后，将其移动到数控机床的虎钳中，并向机床发出信号启动。

自从 Walt Machine 购买了它的协作机器人（员工将其命名为“Arthur”）后，车间的生产力大大提高了。尽管协作机器人不会直接改善周期时间，但它确实减少了完成工作所需的时间。 Arthur 通宵工作，使车间每天加工两倍的零件。公司减少了机器闲置时间，Arthur 腾出了员工放置工件的时间。这让 Caughey 先生很高兴，他说他整晚都对将机器人留在自己的设备上感到紧张。他说：“这只是让它放手，并接受它将额外运行四到六个小时的事实。” “你要回家了，什么都不会坏。”

现在可以更好地利用员工的时间。机械师 Matthew Niemeyer 学习了如何为协作机器人编程，从而提高了他在生产车间的专业技能。 “您仍在对它进行所有微调，例如编程，”他解释说，“但装卸机器的补救性任务会为您处理好，因此您不会感到疲倦。 ”随着协作机器人接管这些补救性任务，Niemeyer 先生担任了销售代表的新角色，使他能够发挥自己的才能，为 Walt Machine 带来新的业务。 “我们可以将更多业务带入车间，这将带来更多机器、更多机器人和整体增长。”

Caughey 先生说，如果没有第一台机器人，所有这一切都不可能实现，他相信 10 年后，像他这样的每家小商店都将至少拥有一个。 Arthur 可以帮助 Walt Machine 成功完成其每年 6,000 件的订单，而且它可以做到这一点，而 Caughey 先生不必担心他将如何负担额外的工资或培训费用。协作机器人使 Walt Machine 的员工能够在发展业务的同时提高技能。