01 短篇案例

Allied Molded是一家生產(chǎn)非金屬電箱和外殼的全方位成型服務(wù)企業(yè)。這家公司坐落于美國(guó)俄亥俄州，他們想讓一種重要的料箱揀選應(yīng)用實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)。面對(duì)勞動(dòng)力短缺的困境，他們選擇了優(yōu)傲機(jī)器人的新型ActiNav系統(tǒng)。新系統(tǒng)投入使用后，Allied Molded的加班費(fèi)支出明顯下降，員工們的工作內(nèi)容更符合人體工程學(xué)原則，并且生產(chǎn)工藝的一致性也進(jìn)一步提高了。

02 挑戰(zhàn)

由于俄亥俄州勞動(dòng)力短缺，許多制造業(yè)公司都面臨“招工難”的問題，Allied也不例外。不僅如此，現(xiàn)有的料箱揀選任務(wù)重復(fù)性高，不符合人體工程學(xué)原理，因此公司希望盡快淘汰掉人工揀選作業(yè)，為員工打造更安全的工作環(huán)境。制造支持部門經(jīng)理Tom Carlisle認(rèn)為提升產(chǎn)品質(zhì)量也是探索自動(dòng)化運(yùn)作的一項(xiàng)初衷，他解釋說：“重復(fù)性工作更容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)作。裝卸機(jī)器的作業(yè)程序更加標(biāo)準(zhǔn)，所以產(chǎn)品質(zhì)量也更好把控?！?/p>

制造工程師技術(shù)員Nate Gilbert認(rèn)為人工揀選料箱的結(jié)果一致性較低，他補(bǔ)充道：“體力活干久了，人肯定會(huì)疲憊，到快下班的時(shí)候生產(chǎn)效率就下降了；而機(jī)器人就不一樣了，它們的產(chǎn)量總是一個(gè)固定值?！?/p>

新冠疫情出現(xiàn)后，體力勞動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)又增加了一分。Carlisle表示：“因?yàn)閺氖麦w力勞動(dòng)有感染風(fēng)險(xiǎn)，即使再敬業(yè)的員工也不愿意做這些工作。所以我們得想辦法維持生產(chǎn)正常運(yùn)行?！?/p>

Allied首次研究料箱自動(dòng)揀選技術(shù)時(shí)，認(rèn)為“這并不是我們需要的技術(shù)”，Gilbert表示：“護(hù)欄太占地方了，操作員要想進(jìn)去得費(fèi)不少功夫。Allied的空間本來就不寬裕，一開始，我們還在想要不要給機(jī)器人周圍多設(shè)些護(hù)欄；后來發(fā)現(xiàn)協(xié)作機(jī)器人工作時(shí)并不會(huì)影響員工安全，所以我們對(duì)這種機(jī)器人挺滿意的。”

03 解決方案

Allied Moulded附近有一家工廠已經(jīng)在使用優(yōu)傲機(jī)器人的協(xié)作機(jī)器人了，Allied到廠了解情況后，便對(duì)這種機(jī)器人有了興趣。隨后，Allied在一場(chǎng)貿(mào)易展上又看到了優(yōu)傲的身影，展會(huì)最終展出了優(yōu)傲備受贊譽(yù)的ActiNav料箱自動(dòng)揀選套件。這是一款靈活、易用的自動(dòng)揀選解決方案，可以同步完成視覺處理、無碰撞運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和自動(dòng)實(shí)時(shí)機(jī)器人控制。Gilbert指出，ActiNav對(duì)常用于零件定位的振動(dòng)給料器做了重大改進(jìn)，他表示：“ActiNav能在有限空間中安全工作，無需設(shè)置過多護(hù)欄，是我們開發(fā)的一類系統(tǒng)。我們只需要機(jī)器人從料箱中揀選零件，然后把零件放上傳送帶就行了，ActiNav可以滿足我們的需求。”

04 易于編程和部署?

雖然Allied Molded有自動(dòng)化運(yùn)行方面的經(jīng)驗(yàn)，但部署協(xié)作機(jī)器人則是“一種全新的體驗(yàn)”，維護(hù)中心負(fù)責(zé)人Nathan Wells表示：“這種機(jī)器人周圍不用設(shè)置重重圍欄，它工作時(shí)我也能在它旁邊走來走去，這一點(diǎn)我很滿意。而且這種機(jī)器人的編程難度很低。你不用輸入任何特定數(shù)字，什么也不用輸；你只要把它移到適當(dāng)?shù)奈恢茫聪聨讉€(gè)按鈕，程序就被編輯好了?！?Wells認(rèn)為，向ActiNav傳輸零件識(shí)別數(shù)據(jù)同樣很輕松，他表示：“我們只要把產(chǎn)品的CAD文件加載到ActiNav中，待信息讀取完畢后，系統(tǒng)就可以登記從料箱中取出的零件了。加載非常方便，你只要把文件放入U(xiǎn)盤，然后把U盤插到控制器上就行了?！?而且料箱示教也非常輕松：“我們只要讓機(jī)器人觸碰料箱的各個(gè)部分就行了。觸碰幾個(gè)點(diǎn)后，ActiNav就能學(xué)會(huì)怎樣從料箱中揀選零件。安裝好后，我們大概要花一個(gè)班次的時(shí)間學(xué)會(huì)編程，之后我們就能獨(dú)立操作了?！?

05 料箱揀選周期

首先，倉(cāng)庫(kù)管理員會(huì)將一整箱零件卸到裝卸箱中。啟動(dòng)后，裝卸箱傾斜，將其中的零件傾倒到ActiNav料箱中。然后，ActiNav會(huì)拿起零件（在本例中是擠壓玻璃纖維電氣接線盒外殼），并將其放置在一個(gè)狹窄、有軌的傳送帶上。位置正確很關(guān)鍵，Carlisle解釋道：“為便于機(jī)器執(zhí)行二次操作，零件必須按特定順序放置在機(jī)器上。如果零件位置不正確，該零件就會(huì)成為不合格品，該零件的人工和材料成本就會(huì)白白損失掉?！眰魉蛶⒘慵鞯揭粋€(gè)帶轉(zhuǎn)盤的小型籠式工作單元上，其中包含多個(gè)工位。每個(gè)工位上，都有一個(gè)適用于杯子的制造元件，工位末端有一個(gè)輸出傳送帶，可以將成品零件傾倒到一個(gè)大型料箱中。Carlisle指出，在這一過程中，ActiNav必須自主做出一些決定：選擇哪個(gè)零件，如何將其按正確的方向放置，以及如何識(shí)別不正確的零件，將它們放在一邊，繼續(xù)完成主要任務(wù)。

Gilbert表示，如果料箱里裝滿了零件，那么ActiNav可以在沒有操作員干預(yù)的情況下運(yùn)行一整天：“機(jī)器人從料箱中拾取零件的能力給我留下了深刻印象，無論零件朝向哪邊，機(jī)器人都能將零件正確地放在傳送帶上。通常情況下，機(jī)器人很難完成這種任務(wù)。人工作業(yè)自然沒有問題；換上機(jī)器人后，員工不用再直接從事體力勞動(dòng)，這是機(jī)器人的一項(xiàng)重大優(yōu)勢(shì)?！?/p>

06 無圍欄自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作

Carlisle指出，工廠需要在傳統(tǒng)機(jī)器人的周圍設(shè)置墊子、圍欄和護(hù)欄，以免員工意外受傷，但這種自動(dòng)化的代價(jià)是，某些圍欄的占地面積能達(dá)到“辦公室大小”；而協(xié)作機(jī)器人則不同，員工可以在這種機(jī)器人的身邊安全工作。他說：“這樣你可以更靈活地安裝機(jī)器人，與機(jī)器人互動(dòng)：發(fā)現(xiàn)問題后，你只要直接走過去解決問題就好了，沒有那么多前置步驟要處理。而且員工們也更接受這種機(jī)器人，它看上去更容易接近些；它周圍沒什么護(hù)欄，就杵在那兒?！?/p>

07 龜兔賽跑?

Carlisle說，ActiNav不吃午飯、不抽煙，也不上廁所，而且從不缺勤：這就像龜兔賽跑。ActiNav可以一直工作。它永遠(yuǎn)都在揀選零件。人工操作的速度可能會(huì)更快，但員工需要休息，一旦休息，產(chǎn)品的一致性就會(huì)受影響。下班后，ActiNav揀選的零件數(shù)即便不比人工揀選的多，也不會(huì)少；但機(jī)器不會(huì)疲勞，手部靈活性也不會(huì)下降?！?
部署ActiNav后，Allied Molded的操作員可以掌握更高級(jí)的技能，成為系統(tǒng)的培訓(xùn)師和導(dǎo)師，為未來的自動(dòng)化項(xiàng)目提供設(shè)計(jì)理念。Carlisle表示：“未來，我們會(huì)引入更多自動(dòng)化技術(shù)來完成單調(diào)、危險(xiǎn)的工作，為了實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，操作員將成為我們寶貴的財(cái)富，他們將成為新進(jìn)員工的培訓(xùn)師。”

08 多才多藝，化身糖果生產(chǎn)線上的露西

?ActiNav成為了多面手，這為Allied Moulded的未來應(yīng)用創(chuàng)造了許多靈感。回想起電視情景喜劇《我愛露西》中巧克力工廠的名場(chǎng)面，Carlisle打趣道：“想象一下你出現(xiàn)在露西包裝巧克力的糖果生產(chǎn)線上，是怎樣的畫面?！?ActiNav今天可以包裝糖果，明天可以包裝拐杖糖，后天可以包裝水果蛋糕。所以你看，它非常靈活。任務(wù)完成后，你會(huì)想說，‘嗯，看來它能干這個(gè)，’然后你轉(zhuǎn)念一想，‘沒準(zhǔn)兒其他雜七雜八的事它也能干呢?！?/p>

“我們正計(jì)劃全面啟用ActiNav，創(chuàng)造更多價(jià)值。” Wells透露，公司將在工廠的多臺(tái)機(jī)器上集成ActiNav，他說：“以后零件肯定能直接到達(dá)工作臺(tái)。機(jī)器人會(huì)把料箱中的零件直接放上圓桌，圓桌旋轉(zhuǎn)后，零件就能到達(dá)工位，這樣肯定比用傳送帶運(yùn)送零件方便?！?/p>