自动化实战：制造商如何借力机器人成功

实施自动化的制造商亲述：为何决策、成果如何——给拟引入“新机器人”者的建议

买皮卡？换拖钓马达？评价新开泰餐？这些及无数采购场景中，最佳建议常来自已购买者或食客。体验如何？服务好不好？产品达标否？最关键：还会回购吗？

机器人同理。尤其机器人。因劳动力短缺持续、美国等地回流制造复苏，机器人自动化是制造业增长与效率提升关键。这一点在MT Solar Co.（蒙大拿查洛）等小企业尤甚。创始人兼总裁Travis Jordan面对创立以来的高速增长，近期引入协作机器人（协作机器人），决策成游戏规则改变者。

“12年前做通用制造制造，2014年末转型太阳能，推出首条旗舰产品线，”Jordan说，“此前投入CNC等离子切割台，流程为自动切割零件再手工焊接。这套路走得通，直到几年前太阳能市场爆发需快速扩产。但像多数车间，我们难觅熟练工。决定引入机器人提升重复焊接吞吐量。”

尽管高增长与需求暴涨，Jordan强调团队奉行精益生产，小批量JIT生产可定制安装系统。寻找可扩展灵活方案最终找到密歇根安娜堡Universal Robots USA (UR)。其Cobot Welding Tool由UR合作伙伴Vectis Automation（科罗拉多洛夫兰）提供，配UR10e协作机器人、集成教导器、“DIY编程”软件，安装于Rhino Cart便携模块化工装台含车载电源。

Jordan称考察多套优质系统，但多针对大批量，不适合MT Solar按小时处理的十几件甚至更小批量。多数需安全围栏，Jordan想避免此成本。“工装需求也比传统机器人简单得多，”他说，“若工件不合需手工焊，人可直接上台作业再让协作机器人继续。传统焊接单元有各种防护与转台，根本做不到。”

唯一遗憾：没买两台。“今年晚些时候计划再引一台，一台专司装夹编程、一台专司生产，”Jordan说，“实现精益所需的连续流。”

寸土寸金

Steve Dillon有相似协作机器人成功故事，但理由截然不同。CDP Diamond Products（密歇根利沃尼亚）副总裁，Dillon家族第三代刀具制造人。提议投资机器人让八台FANUC线切割（WEDM）昼夜运转，兄弟们半信半疑但同意试水。

CDP设计制造各类定制金刚石切削刀具。工序含将钎焊刀具装入转台线切割各刃型，单件耗时约3小时。为最大化开机率与吞吐，Dillon给大多数WEDM配双转台，仅得6小时无人加工。咨询FANUC分销商Methods Machine Tools（马萨诸塞萨德伯里）。

“起初建议加转台，但太贵，我知道机器人价格相当，”Dillon说，“难点是空间。为精度给线切割建恒温间，无空间装防护围栏。庆幸FANUC恰推出协作机器人系列。”

类似MT Solar焊接方案，Methods提供可移动支架含两打HSK63刀柄袋，装FANUC CRX协作机器人，臂展覆盖两机。视刀具组合，Dillon团队现可两班甚至多班全无人运行，若操作员需介入一机，另一机继续运行。

“招人太难，儿子高中时我让他晚间来上下料，”Dillon说，“前两天他从大学打电话问有无活。我只能说：‘抱歉儿，你被机器人取代了。去念书吧。’”

围栏之争

Associated MetalCast LLC（阿拉巴马牛津）总裁Ron Douglas不惧围栏。公司数年前在Okuma Genos L300车床装FANUC机器人，Douglas成为自动化坚定信徒。现有三个此类单元，夏季再增两个。属“工业机器人”非协作型，需围栏保人安全，一单元用光幕。均执行上下料、单元内清洗、一例在集成三坐标测量机100%检测。

Associated MetalCast不铸造锻造。Douglas1998年创立，因与全国铸造厂紧密合作得名。提供精密加工、喷漆、热处理、装配等增值服务，服务农业、重型装备、基建等行业。虽成品多源自铸件锻件，但96名员工也大量加工棒料板料，为客户提供“单一源头”制造方案。

问为何自动化，回答不出所料：“阿拉巴马熟练工难觅，自动化将继续是未来核心。不只提升效率、吞吐、一致性，更释放员工从事比看护机床更有趣的任务。这在当今加工界至关键。”

他强调另一点：自动化项目启动时让团队认同。“起初颇具挑战，”Douglas说，“工程与生产团队买账难，因新事物超出认知。但见成效、认清自动化是公司正确前行步伐后，全员支持。加上机器人集成商支持，推广非常成功。”

破除传统

Manth Manufacturing（纽约托纳旺达）总经理Duane Manth与机器人渊源深厚。二十年来投资多种自动化，含多台Wasino群式数控车床集成龙门上料，用于高产量零件。虽表现不俗，但想要比二三轴龙门更灵活、能融入含人工单元的机器人。

“40年历史中，我们一直通过自动化提升竞争力，”Manth说，“制造经理Mike Rex与我探讨提升手工单元吞吐时，Absolute Machine Tools销售恰留传单OB7。放我桌上，反复看价格，很快打电话：‘细说一下。’”

OB7是Productive Robotics（加州卡平特里亚）协作机器人，源自电影工业机器人相机系统商ZBE分拆。Manth不在乎来历，只想降低三人加工单元人力成本。买两台OB7看护单元数控车床，留一人操作外圆磨监管协作机器人。

成效显著，Rex寻找更多OB7应用，延伸至珩磨、拉床。“另一单元OB7上料外圆磨，释放一操作员做他事，”Manth说，“巨大成功。”

持续效率推动使Manth去年底被最大客户Dynabrade USA（纽约克拉伦斯）收购。“坚信自动化是制造未来，将继续投资Manth能力同时开发自家自动化产品，”总裁Mike Buffamonti说，“Dynabrade见机器人材料去除与表面处理良机，与多协作机器人厂商合作向客户提供概念验证方案。对这进化新阶段非常兴奋。”

设定优先级

这不惊讶Honeywell（霍尼韦尔）凤凰城设施制造技术高级总监Douglas Bingham。五大事业部、10万+全球员工、去年340亿美元销售，这家总部北卡夏洛特的财富100强在自动化经验深厚。无论意大利自动烟感线、墨西哥机器人焊接单元，百余制造基地部署自动化技术。

缺失的是全公司层面综合战略，Bingham说：“各基地多年自行自动化认为ROI合理者。虽多成效，但可更高效更具成本效益。因此组建自动化卓越中心（COE）团队，含各事业部专职自动化负责人。”

新建厂或新品发布不再重复造轮子，Bingham团队将标准化自动化方案：评估关键基地运营、识别适合自动化的制造技术/工艺、定基准、开发模块化方案、规模化部署至收益最大区域。

Bingham近期在近200家集成商会议发言，述项目与自动化优先级——焊接、机床看护、去毛刺、检测等——并发布使命宣言：“在核心版图关键工艺部署智能自动化技术，创造可预测、韧性、高效运营。”

建议需外部专家完成使命，邀请分享想法。“知晓前期引入专家共创正确方案并标准化至关重要，”Bingham说。

标准化关键，详细工作说明书与精准仿真也是必须。“以往自动化项目不总要求这些，现在必须。要在下单前看单元如何运行。随之而来是仅用预批硬件——特定品牌PLC、机器人等——开发标准化模块跨工厂复制粘贴。这将消除现存工厂设备大杂烩，让自动化部署更易更具成本效益。项目去年才启，但机会满满。”