类人机器人自动化二次加工操作

该视频概述了 Swiss Productions 以及该公司实现熄灯加工的机器人的实施情况。 （视频来源：Swiss Productions Inc.）

车间的理想生产方案是用一台设备加工完整的零件。加利福尼亚州文图拉的 Swiss Productions Inc. 拥有能够做到这一点的加工技术。然而，对于某些工作，首先在 CNC 车削中心加工的零件需要在铣床上进行二次加工，随之而来的是操作员需要照料这些二次加工机床。通常。

然而，Swiss Productions 最近添加了两个协作机器人 (cobots) 来照料它的几台紧凑型二次加工 CNC 铣床。新的自动化使机器能够在白天长时间无人值守运行，甚至在晚上熄灯 8 小时，从而为公司赢得了 64 小时夜间无人值守加工，每周工作四天。

此外，协作机器人的优势在于它们可以与人类一起安全地工作，而无需工业机器人通常需要的围栏，编程直观，并且通常可以根据需要轻松重新部署到其他设备。

也就是说，机器人 Swiss Productions Inc. 已集成提供所有这些好处加一。也就是说，与传统的六轴机器人相比，第七轴提供了更多的灵活性，更像是人类手臂的运动，可以绕过障碍物，例如机床门，并在狭窄的空间内操作。事实上，店内的两台机器人甚至可以自行关闭机器门并启动循环，让以前照料机器的人能够执行比简单地装卸机器更有价值的工作。

借助 OB7 的安全传感器，机器人可以当附近没有人时以高速工作，然后减速到人的安全速度或在有人附近时停止。 （图片来源：Swiss Productions Inc.）

手臂自动化

从 1982 年只有 12 台螺丝机开始，Swiss Productions 的增长令人印象深刻，因为它现在拥有 50 多台螺丝机、30 台二次操作机器和 10 个视频检测站。精密机加工车间的能力包括加工直径小至 0.019 英寸到大至 2.5 英寸的零件。作为一家大批量生产企业，它每月为医疗、电子、航空航天、汽车和灌溉行业以及政府生产超过 200 万个零件。

拥有50多台螺丝机，30台二次操作机器和 10 个视频检测站，精密机加工车间的能力包括加工直径小至 0.019 英寸到大至 2.5 英寸的零件。

Swiss Productions 发现，手动维护第二台 ops 铣床已成为瓶颈，无法满足客户的需求。 2018 年，副总裁/总经理 Timo Lunceford 和他的叔叔、瑞士制作公司高级副总裁 Richard Petrash 确定了几种不同的潜在机器照料机器人模型，同时研究了该公司的两个二次操作 Haas VF2 的自动化可能性迷你磨坊。

“我们选择了 Productive Robotics，因为它们是本地的，而且他们提供了一个用户友好的快速设置机器人，”Lunceford 说。 “我们测试了四个机器人，并不断回到 OB7。”

Lunceford 对这款机器人的欣赏源于其设计和易用性。最初设置机器人时，它很容易滚到机器上，并通过内置脚轮和调平脚锁定到位。然后，操作员不再使用代码进行编程，而是“教”机器人所需的运动，这需要 15 到 40 分钟，具体取决于零件的复杂性。操作员抓住机器人的手柄（在手臂的末端）。机器人在该点是浮动和松散的，因此能够很容易地移动。例如，如果操作员希望机器人从板上拾取零件，他/她会将其拉到零件上，然后按下手柄上的按钮，关闭零件上的夹具。这样，机器人就知道意图是拿起那部分。接下来，操作员将机器人部分移动到他/她想要去的地方。一旦它处于应有的位置，操作员按下另一个按钮，打开夹具以松开零件。

与传统的六轴机器人相比，OB7 的第七轴为绕过障碍物和在狭窄的工作场所操作提供了额外的灵活性。根据 Bogart 的说法，第七轴使机器人像人的手臂一样移动，使其在机器人市场上独树一帜。

Swiss Productions 的操作员已教导该机器人进入他们正在工作的迷你磨坊，抓住完成的零件并与他们一起移动。然后，他们吹出用于固定零件的夹头。它们的快速转动半径使他们能够关闭机器门，检查门是否关紧，然后转动以点击与之前位置呈 180 度角的循环启动按钮。

Productive Robotics 总裁 Zac Bogart 表示，他的公司希望针对对机器人编程一无所知的操作员。 “我们将 OB7 的开发视为‘如果一个人可以告诉另一个人如何完成工作，那么一个人是否应该能够以尽可能接近相同的方式告诉机器人如何完成工作？ ？'”鲍嘉说。

Productive Robotics 还试图使其机器人尽可能像人脑一样工作。 “当我们建造机器人时，它们会经历一个过程，机器人的七个关节中的每一个都会了解自己，”Bogart 说。他解释说，机器人了解其内部细节，包括齿轮、轴承和电机，因此它可以精确、平稳地移动。每个关节的这个过程大约需要 15 到 20 分钟。

自从 Productive Robotics 和 Swiss Productions 合作以来，他们的关系变得更加密切。 Lunceford 说，他允许 Productive Robotics 将他的商店用作跳板，接受其他希望投资 OB7 的公司的采访。这些公司参观了 Swiss Productions，亲眼看看机器人是如何融入商店的功能的。

“与 Productive Robotics 的业务/工作关系及其准时服务一直是一流的，”伦斯福德解释道。 “我们要求、需要或建议的一切，公司都已实施。”

解放人力来完成关键任务

虽然当机器人进入操作时，人类大部分都被从操作中移除，但这些人可以腾出时间去做需要机器人不具备的智力的任务。

“人们倾向于将机器人视为替代人类，”朗斯福德说。 “但他们不是。他们正在消除日常繁琐的手动任务，这些任务可以由机器人执行，然后那个人可以做机器人无法做的事情。机器人无法思考或设计。他们只能做进出动作并按下按钮。”

Lunceford 和他在 Swiss Productions 的团队曾经历过这种情况

Swiss Productions Inc. 拥有两台运行在其 Haas VF2 迷你铣床上。一个 Mini Mill 运行 6,000 件订单，而另一个运行 2,400 件订单。这家商店通常为机器人加工自己的夹具。 生产加工 从 Absolute Machine Tools 的开放日了解 OB7。公司经销及服务机器人，是目前唯一授权的CNC加工中心OB7集成商之一。

在实施其 OB7 机器人之后。自动化有助于提高车间的机器容量，而无需雇用任何人或让任何人离开。购买第一台机器人时，该公司的模具部门只有四台机器。现在它有 10 个，其中两个正在与机器人一起运行。

这些操作员现在在运行车床的同时还维护 OB7 的工作站并检查零件。两个机器人中的每一个都分配有一名操作员，负责每隔几个小时从机器人的工作台上取出完成的零件，并在机器人继续执行装载任务时检查它们。有了这些机器人，操作员可以代替一项完成三项任务，从而提高效率。

虽然机器人没有围起来，但人类靠近机器人是安全的。因此，没有理由让机器人停产。 “与缺乏使它们在人群中安全运行所需的力感应的工业机器人不同，协作机器人具有必要的力感应，可以让机器人在撞到物体或人时停下来，”Bogart 说。 “OB7 是安全的，因为它可以感知是否意外撞到某物。如果它碰到什么东西，它会自动停止。”

其他自动化资产

Swiss Productions 通过为其第二次操作机器集成熄灯加工来充分利用其在自动化方面的投资，这显着增加了车间的交货时间。机器人处理的车间迷你磨坊的典型批量大小包括一台机器上的 6,000 件订单和另一台机器上的 2,400 件订单。 “如果我有一个人来管理包含 2,400 个零件的订单，我们可能需要 8 周的时间才能完成这项工作，”朗斯福德解释道。 “我们将时间缩短了一半，因为我们现在可以用机器人让机器熄灯了。”

不必对机器人进行编程是另一个节省时间的方法。 Lunceford 表示，由于 OB7 只需 15 到 20 分钟即可设置一个简单的部件，因此每次设置都可以节省大量时间。 “所以，假设您每年进行 30 到 40 次设置，您可以节省大量时间，”他说。

他还评论了机器人提供的简单的即插即用系统，并表示不必在机器的 CNC 中输入数字可以额外节省时间。

这是在瑞士制作公司运行的两个 OB7 的一瞥。 （视频来源：Swiss Productions Inc.）

搬迁后的机器人

由于 Swiss Productions 通过实施其两台 OB7 机器人取得了巨大成功，因此它计划在 2022 年秋季搬迁到华盛顿自由湖的更大工厂后购买更多机器人。

Lunceford 解释说，该公司的 37 名员工并非都随公司搬迁。事实上，只有 14 人计划搬家。虽然他说公司可能会雇佣 10 人，但商店需要创新并集成更多机器人。他说，哈斯迷你铣床将在新地点面对面，因此他计划购买可以同时操作两台机器的机器人。

与此同时，Productive Robotics 将继续推进其技术，通过使机器人更智能来开发更容易、更快地为用户实施的机器人。 Bogart 说，整个行业都需要更智能的技术——不仅仅是机器人。

他还暗示了一种趋势，即第三方在通用机器人上为特定工作（例如焊接或检查）创建配件。

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OB7 的第七轴和一台数码打印机

Productive Robotics 专注于设计最适合大多数工作的机器人，创造了带有第七轴或第七关节的 OB7。这第七轴是使机器人能够像人类手臂一样绕过障碍物的特性。 Productive Robotics 总裁 Zac Bogart 表示，如果没有第七轴，这种运动是不可能的。

“第七轴是手臂摔跤时使用的动作——使用上臂的动作，”Bogart 解释说。 “这种运动使机械车间能够灵活地将机器人放置在工作区域中间而不是轻拍的地方，因此它对用户更加友好。”

尽管 Productive Robotics 的 OB7 在市场上相对较新，但自 1980 年代 Bogart 在电影特效业务中开发机器人以来，该技术一直在发展。这项工作使他能够设计机器人控制的相机系统，相机操作员可以自行编程。对他来说，这意味着他需要创建一个不需要编程的系统，而他确实做到了。

“在那些日子里，你会像模型飞机一样用操纵杆飞行它，”他解释道。 “然后，计算机将学习所有这些动作，然后能够在电影中重现这些动作。”

大约八年前，Bogart 创办了一家专注于机器人的新公司。因此，Productive Robotics 诞生了，然后在 2017 年出现了现在称为 OB7 的产品。不过，这一次，Bogart 意识到计算机已经变得更加复杂，从而可以减少挑战并创造更多回报的机器人。

Bogart 对机器人技术的理解来自于他在他拥有的另一家制造高端数字印刷系统的公司学到的类似技术。据他介绍，虽然它们看起来并不相似，但数字打印机的设计目的是通过计算机控制许多元素，机器人也是如此。

“技术一直在发展，这就是共同点，”他解释道。