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“火眼金睛”机器人质检员:精准快速识别废品
协作式机器人 | 优傲机器人| 文章来源自:高工机器人网
2019-11-07 09:15:31 阅读:7304
摘要在UR5上部署视觉摄像机乍听之下似乎是一项十分艰巨的任务。“真正棘手的是,如何让机器人与摄像头对话以及谁说了算?”

  【文/优傲机器人】“当质检员每天需要检查成千上万个零件时,有时就会对缺陷“视若无睹”。但机器人永远不会。”Zippertubing公司的运营经理Tim Mead在接受《纽约时报》采访时描述了其UR5协作式机器人如何穿过按扣固定机并为软管、管道和电缆包裹隔热材料的情况。UR5将零件展示给视觉摄像机,以检查添加的按扣是否正确,而这一循环只需要25秒。根据结果,UR5会将成品分拣至“合格品”或“废品”之中。

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  “利用UR5协作式机器人的最大获益就是,我们的产品质量得到了显著改善;该款机器人运行了八个月就让我们从部分产品退货的困境中走了出来,实现了生产零件零缺陷。”Mead表示。“我们通过机器人确定的零件公差要比手动操作高300%,”他表示并补充道,UR5还解决了Zippertubing就这一重复性任务所面临的招聘难题。“过去需要三个人来完成一台机器人所实现的操作,所以这确实帮助我们提高了生产能力。”

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  Zippertubing对其第一部UR5进行了编程,以拾取预切割的面料,之后协作式机器人会穿过一台按扣固定机,插入五颗阳扣并移至第二部机器,添加五个阴扣。

让机器人成为系统“大脑”

  在UR5上部署视觉摄像机乍听之下似乎是一项十分艰巨的任务。“真正棘手的是,如何让机器人与摄像头对话以及谁说了算?”运营经理表示。“通过了解优傲机器人,我们意识到我们能够制造出自己的PLC;机器人是大脑,它会发出所有命令并接收反馈。”机器人只是从摄像机中寻找反馈。如果找不到反馈,则表示这是一个有缺陷的零件;如果收到了反馈,则表示这个零件合格,并将其分拣至相应的区域。

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  插入按扣后,UR5将面料放在视觉摄像机镜头下进行质量检查,然后将其分拣为“合格品”或“废品”。

  “我们综合考虑后选择了优傲UR5机器人”Zippertubing的工程经理Matt Hesselbacher表示。“快速演示后,我们发现这是一部可以自行集成的协作式机器人。由于每个月的产品会不断变化,我们也关注多功能性。”Hesselbacher解释道。“操作员会在机器人周围工作,为其送入原始零件并取出成品,因此安全始终是重中之重。”

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  Zippertubing安装了区域扫描器,一旦有人进入工作区,机器人就会减速。

  Zippertubing绝不是唯一一个将协作式机器人成功用于检查任务的企业。越来越多的制造商希望协作式机器人不仅能够重复执行准确的工艺和预先定义的工作流程,还希望拥有最小的偏差,从而为研究或分析提供最佳条件。

机器人质检员

  Comprehensive Logistics希望可以实现100%合格产品的装配线。在公司俄亥俄州扬斯敦的装配线上,发动机零件像钟表一样在传送带上移动,每个工位需要60秒的时间。“这是一条快节奏的生产线;一切都需要按部就班,”Comprehensive Logistics市场总监Gary Bobalik表示。该公司是北美两大车企的物流和合同制造供应商,拥有悬架、动力总成以及内部组件次总成等多条生产线。

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  在Comprehensive Logistics的车间,一部UR10与装配线工人并肩检查托架次总成。

  生产线不容许任何错误。随着发动机托架次总成到达生产线末端,Comprehensive Logistics需要确保每个次总成(包括关键的转向齿轮线束接头)都已完全安装到位并锁定。“如果连接存在间歇性的松动,或者连接不牢固,这将会引发间歇性故障等诸多问题,以至于完全丧失动力转向功能,而这类故障的严重等级高达8级。”Comprehensive Logistics增值装配总监Mike O’Keefe表示。“这一故障将会危及生命,因此我们要确保将这些夹子100%固定到位。”这是每个制造商都需要面临的挑战。“整个行业的人工检查效率仅约为80%,因此我们一直在寻找可以实现一致质量的自动化系统。”O'Keefe表示。

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  检查转向器线束插件是否正确装配至关重要。如果因接头未安装和锁定到位而出现间歇性连接问题,则可能会导致动力转向系统丧失功能,这是一个严重等级为8级并且会危及生命的故障模式。

固定摄像机难以安置于狭窄的区域

  这一工艺使俄亥俄州的制造商十分头疼:公司采用的固定式多摄像机系统难以定位在狭窄的区域,所以无法实现Comprehensive Logistics所要求的可重复性。“摄像机系统收集的数据并不纯粹。”O’Keefe补充道,他还尝试了一种无法满足重复性要求的探针式机器人。

  公司开始研究替代方案,但对解决方案的要求十分苛刻:它必须支持Comprehensive Logistics对正常运行时间的要求,同时易于使用,能够轻松地与生产线和工艺中的员工相集成。“我们必须找到一个不会导致潜在安全问题的方案。”O’Keefe解释道。“有了优傲机器人,我们很快发现它是一款经济高效的轻型机器人,可以将视觉摄像机安全反复地移至正确的位置。优傲机器人十分灵巧,可以深入到关键任务点,具有100%的可重复性。”

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  UR10配备有摄像机,拍摄的每个图像都会立即得到处理,并将检查结果显示在协作式机器人旁边的屏幕上。

  配备了视觉摄像机的顶置式UR10协作式机器人可在检查点之间快速移动,并能够在其缩回“原位”之前为各个连接点拍摄照片,然后等待下一个待检查组件。该生产线为柴油发动机和汽油发动机均装配了发动机托架,分别带有11个和9个检查点。优傲机器人所集成的软件可以跟踪生产线的构建,通知机器人需要检查的版本。拍摄的每个图像都会立即显示在机器人旁边的屏幕上,同时还有第二个屏幕显示发动机托架图,表明各个检查点的完成情况,使用绿色或红色标记表示合格或报废。

  对投资回报率进行了七个月的初步估算后,Comprehensive Logistics的O'Keefe表示,投资回报期实际上可以缩短至大约四个月,不仅节省了制造商的投资成本,我们的员工也没有失业。


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