Fabricator 使用协作机器人加强焊接操作

威斯康星州布卢默的 Processed Metal Innovators LLC (PMI) 是一家金属制造商，为重型设备、汽车、电器等生产数百种不同的冲压和焊接金属零件。零件尺寸范围从几英寸到 10' (3.048 m)，从薄型材料到 3/4" (19.05 mm) 甚至更重。

PMI 在 1990 年代初期开始时有六名员工。它于 1998 年搬到现在的位置，并发展到雇用超过 100 名员工。该设施最初占地约 60,000 平方英尺（5,574 平方米），后来扩大到超过 130,000 平方英尺（12,077 平方米）。

由于很少有可用的认证焊工和无法处理小批量的传统机器人焊工，PMI 转向了新发布的 Universal Robots 协作机器人驱动的 BotX Welder，以提高生产力和盈利能力。

PMI 运营副总裁 Erik Larson 厌倦了因劳动力短缺而将业务拒之门外。 “有很多生意来敲我们的门，”他说，“过去我们不得不拒绝投标，因为它需要焊接。我们只有大约七名焊工，其中一些工作需要九到十名焊工。现在，我们有足够的报价，我们必须再雇佣 30 名焊工。”由于新型冠状病毒 (COVID-19) 之前威斯康星州的劳动力短缺，因此很难雇用经过认证的焊工，而且传统的机器人焊工不适合多品种/小批量生产，Larson 需要另一种选择。

该公司过去已经求助于 Universal Robots (UR)、丹麦欧登塞和波士顿的协作机器人来管理两台机械压力机。

协作机器人从传送带上拾取零件，将它们放入冲压机中进行冲压，然后将零件移到另一条传送带上。当有人进入工作单元时，印刷机上的协作机器人会自动暂停，证明是安全且具有成本效益的，并允许工人进入更高价值的角色。

协作机器人由 Hirebotics 实施，这是一家 UR 认证的系统集成商，提供连接云的机器人，按工作时间按小时计费，消除了资本支出并简化了应用程序。这一成功促使 PMI 寻找自动化应用程序以保持增长。当 PMI 听说 Hirebotics 的新型 BotX 焊机时，这些部件就位。

“我们之所以选择 BotX 机器人，是因为它们是协作机器人，您不需要在它们周围设置大型防护系统。它们非常小，易于使用且非常易于编程。这是一个双赢的方案——这是进行小型焊接的未来，”拉森说。

BotX 焊机专为易于实施和编程而设计，结合了广泛的焊接专业知识和两年与 Red-D-Arc、Airgas 和 Air Liquide 的开发合作。 Hirebotics 的联合创始人兼首席执行官 Rob Goldiez 表示：“Universal Robots 是构建这个平台的绝佳选择，原因有几个：一个是它是一个非常开放的平台。它使我们能够从云端控制机器人的运行方式，并且新的 e 系列在其内置的力扭矩传感器中具有独特的功能，我们利用它为最终客户提供更好的用户体验。”

客户可以使用为 BotX 开发的焊接库，通过智能手机或平板电脑上的 Hirebotics 应用程序教 BotX 所需的焊缝。

“Hirebotics 团队进来了，他们从租用的卡车上卸下了 BotX，并在两个小时内完成了安装。半小时内，我就开始运行它并对其进行编程，然后自己完成这一切，”PMI 机器人和自动化领域负责人 Shaun Bruce 强调 Hirebotics 应用程序时说道。 “我不是经过认证的焊工，但我能够轻松地加载程序，并且我的表格已在图片中绘制出来，因此我知道将我的工具和夹具系统放在哪里，而且我能够在 15 分钟内更换零件，”他说。

HireBotics BotX 机器人系统的一个关键概念是无需预先进行资本投资。 Hirebotics 提供并设置系统，客户只需提供天然气和标准电力。经过风险评估后，无需特殊防护，公司按小时计费机器人实际焊接的时间。 “与员工的小时工资以及所有间接费用相比，您可能节省了普通焊工的一半，”拉森说。

Larson 解释说，尽管焊工严重短缺，但新的焊接机器人系统已经对公司承担新工作的能力产生了影响。 “有了新的 BotX 系统，我们可以出去报价我们以前无法报价的工作，因为我们知道，当我们接受采购订单时，我们可以在这里找到一个机器人并准备焊接零件在我们接到第一个订单之前。”

另一个显着的好处是 PMI 能够为有需要的客户获得 BotX 焊缝认证。 “现在这意味着我们不需要使用经过认证的焊工来监督操作。只要协作机器人焊机的程序经过认证，任何操作员都可以照管协作机器人焊机。这确实为我们释放了很多新资源，”拉森说。

这是可能的，因为机器人和编程器经过焊接检验员的认证，采用与人类焊工相同的测试进行认证，使用焊缝样品和破坏性测试来认证焊缝。

Larson 说：“有了新的 BotX 系统，我们可以引进一台机器人并运行三班倒，而不必雇佣三名焊工，所以如果我们需要 30 名焊工，我们可以让 10 台机器人运行。我们确实必须雇用员工来运行机器人，但现在他们不必是熟练的焊工。它确实为我们腾出了很多资源。”

PMI 内部也有传统的焊接机器人，但它们需要的工装夹具可能需要长达 16 周的时间才能完成。特别是对于小批量零件，PMI 发现这些固定装置不具有成本效益。 PMI 的 Larson 解释了与协作式 BotX 系统的区别。

“BotX 机器人随附的工作台包括夹紧系统以及能够将零件夹在工作台上并拍摄一些照片所需的一切。你有它的一个小图表，每次你把那个程序放回去时，你可以像以前一样设置你的零件，所以它不需要一个大的夹具或昂贵的夹具来做。无需资本投资，即插即用。”

此外，传统机器人的停机时间可能需要长达两周的时间才能让服务技术人员解决问题。相比之下，HireBotics BotX 系统包括一个 24 小时服务选项，只需轻触 Hirebotics 应用程序中的按钮即可响应。拉尔森说：“你打开手机，点击应用程序，他们就会回复。”他的同事 Shaun Bruce 补充说：“如果我有任何问题，我可以在这个应用程序上向 Hirebotics 发送消息，并立即得到回复。不是几个小时的等待，而是几天的等待；有时只需几秒钟，而对于实时故障排除，问题会在几分钟内得到解决。”

与任何焊接车间一样，较大焊件的利润率明显高于小型焊件。 “我们现在可以重新分配现有的手动焊机来处理较大的零件，同时我们仍然能够完成小零件，”拉森说。 “所以我们不会用机器人取代公司里的任何人；我们只是将人们转移到他们增加最大价值的地方。”

拉尔森还发现，机器人对年轻工人很有吸引力，他们往往很难在制造业工作中被雇用和留住。他说：“我们发现，当我们投入这些机器人并寻找一个人担任机器人和技术负责人时，我们有很多年轻员工都有兴趣申请这个职位。他们喜欢手机，也喜欢电脑。对于热衷技术并希望能够使用和编程机器人的年轻一代来说，这是一个巨大的打击。”

Hirebotics 的 Rob Goldiez 解释说，虽然年轻人可能倾向于使用协作机器人进行焊接，但在制造行业使用协作机器人还是有些令人信服的。 “大多数在这个行业工作了很长时间的人都认为焊接——这是一项繁重的任务——最适合传统机器人。他们认为协作机器人无法胜任这项任务。我们要做的第一件事就是向 Airgas 和 Air Liquide 的合作伙伴证明协作机器人可以有效地焊接。”

“这被证明是非常好的，这不仅仅是铺设焊缝的动作，”Goldiez 继续说道。 “这是机器人铺设焊缝，然后对其进行切割、分析和 X 光检查，以确保其符合他们期望并希望呈现给客户群的标准。”

一旦确信，这些专家合作伙伴在 BotX 的开发和实施中发挥了重要作用。 Goldiez 说：“Air Liquide、Airgas 和 Red-D-Arc 的团队拥有深厚的焊接专业知识，这些专业知识被用于构建通过云交付给机器人的焊接库。” “这些焊接库是在液化空气与国际知名焊接专家的研发中心开发的。”

Hirebotics 还能够快速整合客户反馈。虽然早期版本提供了直线、缝焊和定位焊等基本焊缝，但来自 PMI 等早期客户的用户反馈促使 Hirebotics 迅速开发更复杂的工艺，包括多段和径向焊缝。

这种专业知识现在产生了具体的结果，包括即使是手动焊工也无法满足的一致性。 PMI 的 Larson 说：“使用 BotX 机器人系统，焊缝的质量非常好，因为如果您将焊缝编程为位于该特定位置，那么焊缝将位于该特定位置。如果您在该接缝上将其编程为 2 英寸（50.8 毫米），那么无论谁运行该程序或谁设置了零件，该接缝上将是每 2 英寸。”拉森补充说，人类焊工不一定是这种情况。 “你回到传统的手工焊机，他们不确定 2 英寸是多少——可能是 1.25 英寸（31.75 毫米），可能是 1.5 英寸（38.1 毫米），也可能是 2 英寸间隙，或 2.5 英寸（63.5 毫米）的间隙。因此，确保您将焊缝放置在正确的位置确实无需猜测。”

有关加工金属创新者的更多信息，请访问 www.pmillc.com 或致电 888-877-7277。有关优傲机器人的更多信息，请访问 www.universal-robots.com 或致电 844-462-6268。