Cobot Fleet 解决劳动力短缺问题

蒂森克虏伯比尔斯坦 (Thyssenkrupp Bilstein) 的运营经理 Aldo Albieri 毫不犹豫地称其为“革命”，他描述了优傲机器人协作机器人手臂在公司位于俄亥俄州汉密尔顿的工厂中的快速部署，该工厂为汽车行业。 “我觉得我们处于正确的时间，有正确的机会参与其中。我们开始看到协作机器人的使用方式与我们传统上看到的六轴机器人运行方式完全不同，”他说，描述了对小型家庭拥有的机械车间的访问，在这些车间中，几乎没有或没有机器人技术经验的制造商正在使用协作机器人来自动化甚至复杂的任务. “他们没有使用安全笼，而是将协作机器人放在轮子上并在任务之间移动。那是事情真正发生的时候，”Albieri 先生说，自从这一发现以来，他每隔一个月就在 Bilstein 的汉密尔顿位置监督一个新的协作机器人的实施，持续了近两年。

“它以令人难以置信的速度发生，我们从一开始的试错法中迅速发展，使用供应商进行机器集成，”Albieri 先生说。他很快意识到内包协作机器人部署是可行的方法。他管理协作机器人应用程序的工业 4.0 团队研究了其他选项，但他说：“我们决定与一种协作机器人合作，那时我们选择了第一个与 Universal Robots 合作的协作机器人。我们意识到 UR 拥有最先进的解决方案，可实现更精确的拾取和放置。协作机器人易于维护和编程，并呈现最佳的速度和重复比。”

总统阵容

Bilstein 的内部工业 4.0 小组现已部署了 9 台 UR10 协作机器人，这是 UR 型号中最大的一款，具有 51 英寸的射程和 22 磅的有效载荷。第 10 个 UR10 用作未来应用的测试模型。 “我们计划在我们的组织中再实施大约 40 个协作机器人应用程序，”Albieri 先生解释说，该公司是如何为新的协作机器人同事提出命名概念的。 “我们需要一个可以依次应用于 45 到 50 个协作机器人的系统，并决定通过以美国总统的名字命名它们来获得一些乐趣。”协作机器人舰队现在从乔治华盛顿到约翰泰勒。

消除人体工程学风险

汉密尔顿工厂最引人注目的应用之一是 James Monroe 和 John Quincy Adams 协作机器人协同组装蒂森克虏伯的主动阻尼系统 (ADS) 阻尼器。多步循环从 Monroe 拿起一个内胎开始，然后将其送入冲床，然后放置在传输夹具上，Adams 将其拾起并装载到“婚姻站”，在那里它抓住一个外胎，将它们结合在一起，并将它们放在出口滑槽上。在尝试将协作机器人编程为与机器按顺序运行时，工程师们发现了一个新的发现来简化部署：他们意识到他们可以简单地教协作机器人按下机器上的启动按钮，而不是将协作机器人硬连接到控制系统中系统。

John Adams 协作机器人拾取并放置零件，然后进行量具检查。 “以前，我们会每隔一两个小时检查两个部分，以确保我们仍然在我们认为的位置；但现在我们进行了 100% 的检测，”蒂森克虏伯比尔斯坦制造工程师 Doug McIe 说。

100% 检验

现在自动化的另一项任务是质量检查，其中四个协作机器人进行量具检查并检查填充后压接和最终零件组装。 “当我们之前进行量具检查时，我们会每隔一两个小时检查两个零件，以确保我们仍然在我们认为的位置，但现在我们可以进行 100% 的检查，”蒂森克虏伯比尔斯坦制造工程师 Doug McIe 说。最终装配中部署的协作机器人配备了康耐视摄像头，可在检查点之间快速移动，以确保所有组件都处于正确位置，并且标签正确粘贴且可读。 “每一个进来的零件都经过检查，如果出现故障，机器人实际上会在此过程中拒绝它，”McIe 先生解释道。

增长和投资回报的新途径

自从 Bilstein 开始将协作机器人自动化引入内部以来，UR 协作机器人的投资回报率 (ROI) 有所提高。 “我们的项目有更长和更短的投资回报率，”Albieri 先生说。 “但我们的舒适区是一个

投资回收期约为 10 至 14 个月。协作机器人绝对是比传统机器人更快的投资回报。”他现在还在测试 Mobile Industrial Robots (MiR) 的两个自主移动机器人，为生产线提供材料，在不同地点之间执行无增值处理。

Thomas Jefferson（左）和 Andrew Jackson 协作机器人协同工作，将新成型的钢管从焊接工序过渡到冲压工序。

腾出劳动力来处理其他任务在实现快速投资回报方面发挥着重要作用。 “UR 协作机器人让我们有机会成长、扩张、创造更多就业机会，并将我们最宝贵的资源——我们的人力资源——转移到最需要专业知识的新项目中，”Albieri 先生说，并强调不断增长的在当今的劳动力市场上，如果没有协作机器人，业务将会很困难。 “如果我们只依靠雇佣新人，我们将永远无法将规模扩大到原来的三倍。在我们能够留住现有劳动力的同时，协作机器人为我们开辟了一条新的增长途径。没有工人会因为机器人失去工作。”

让运营商参与进来

虽然 Bilstein 仍在为封闭空间内的快节奏周期部署传统自动化，但该公司专注于让协作机器人接管工人定义机会的任务。该公司工业 4.0 小组的工艺工程师 Jordan Osterholt 解释说，让操作员参与确定自动化成熟的工作是关键。 “运营商处于这家公司所有建筑的最前沿，”他说。 “在我们开发新应用程序时，询问他们‘我们可以在哪里帮助您改进流程？’这对我们非常有用。”

位于 Bilstein 汉密尔顿工厂的售后部分，第 8 台 UR 10，Martin Van Buren，进行填充后压接，从推车上捡起，将其装入机器，并通过将压接部分举起进行相机检查来结束循环以确保正确压接

根据 Albieri 先生的说法，协作机器人的实施不仅仅是一次技术冒险。 “这实际上是关于实施一个具有透明度和开放沟通的新组织，”他说。 “你不希望员工有一天进入工作岗位并意识到他们旁边有一个机器人在工作。”他确保在部署之前将第一批 UR 协作机器人带到车间团队面前。 “我们解释说，这些协作机器人来这里是为了扩大我们的业务，并帮助消除重复的人体工程学问题和对人们不利的工作条件。这绝对是现实，”他解释说，详细说明了协作机器人协作性质的影响。 “现在人与技术之间没有那么大的障碍。协作机器人与我们的员工共享工作空间，他们可以简单地抓住直观的示教器并操作协作机器人，因为界面看起来更像 iPad，而不是机器人控制器。”

这些协作机器人受到了操作员 Quenna Quarles 的欢迎，他曾经负责处理现在自动化的任务。 “我过去有很多疼痛和痛苦，经常不得不用身体打那个，移动这个，”她说。 “现在我们可以更好地进行生产流程，而且我的工作更轻松，因为我只需装载管子，让协作机器人来处理其余的工作。”

复制/粘贴应用程序

开发协作机器人应用程序的工程团队之前没有任何机器人技术经验。 “我们从做简单的拾取和放置任务开始，让球滚动起来，”McIe 先生说。 “接下来是弄清楚与机器的接口。这有点难，但一旦我们完成了，它就会迅速传播开来，我们开始在整个工厂看到几乎可以复制和粘贴的应用程序。”

Osterholt 先生解释了通过 UR 网站上的免费 UR Academy 培训模块如何在开发阶段发挥作用。 “我会参观如何对机器人进行编程，然后直接走到我们的测试机器人前，应用我学到的东西，”他说。

测试新应用程序

演示机器人带有轮子，因此可以简单地在机器侧卷起以测试任务。 “我们可以将协作机器人插入常规的 110V 插座并立即开始测试，”McIe 先生解释道。 “对于传统的工业机器人，我们必须先钻孔并将其固定在地板上。这为我们节省了很多时间。”除了部署测试机器人来开发新应用程序外，Bilstein 还使用 RoboDK 软件，该软件已通过 UR+ 平台认证，可与 UR 协作机器人即插即用。 “软件模拟确实可以帮助我们确定我们的周期时间是否足够准确，以至于值得对工具进行原型设计并将其交付使用。我们可以把精力放在电脑屏幕上，当我们交付它时，它几乎准备好了。”

工业 4.0 团队现在正致力于在 Vention 的 UR+ 认证 7 轴范围扩展器上反转两个 UR10 协作机器人，并计划继续快节奏的推出，每隔一个月在车间引入一个新的协作机器人。 “那里有很多机会，”Albieri 先生说。 “天空才是极限。”

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Thyssenkrupp Bilstein of America Inc. | 513-881-7600 | bilstein.com

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关于作者

乔·坎贝尔

Joe Campbell 是 Universal Robots 应用程序开发的高级经理。该公司提供灵活的自动化解决方案，供全球各种规模的制造商使用，以满足劳动力需求、提高生产力并提高竞争力。