01 短篇案例

OPTIPRO SYSTEMS是一家精密光學(xué)制造設(shè)備制造商，越來越多的客戶要求他們提供一種自動(dòng)化的解決方案，以便實(shí)時(shí)測(cè)量OptiPro客戶用其機(jī)器生產(chǎn)的產(chǎn)品。OptiPro在New Scale Robotics的Q-Span?工作站中找到了解決方案，這是由優(yōu)傲機(jī)器人的UR3協(xié)作機(jī)器人驅(qū)動(dòng)的小零件測(cè)量應(yīng)用套件。

02 挑戰(zhàn)

OptiPro Systems總部位于紐約州北部，自20世紀(jì)80年代末以來一直在為光學(xué)行業(yè)開發(fā)精密研磨、拋光和計(jì)量?jī)x器。越來越多的客戶開始要求他們提供交鑰匙解決方案。OptiPro Systems計(jì)量協(xié)調(diào)員David Mohring表示：“客戶無需再為他們的生產(chǎn)解決方案逐件購買機(jī)器和設(shè)備，我們現(xiàn)在可以處理整個(gè)流程，為他們提供既可測(cè)量和生產(chǎn)坯件，又可將坯件制成最終工件的工作單元?！監(jiān)ptiPro的大多數(shù)客戶為醫(yī)療和軍事部門制造零件，這些零件需要100%檢驗(yàn)，因此，質(zhì)量控制至關(guān)重要。

03 解決方案

OptiPro Systems已經(jīng)在內(nèi)部部署了優(yōu)傲機(jī)器人公司的協(xié)作機(jī)器人，以管理制造原型的研磨機(jī)和三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。New Scale Robotics推出的Q-Span?工作站套件引起了OptiPro的關(guān)注。OptiPro Systems的光學(xué)制造主管Kyle Wood說：“我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)獨(dú)特的機(jī)遇，能夠?yàn)榭蛻籼峁┌踩?、用戶友好的?shí)時(shí)測(cè)量解決方案，并由協(xié)作機(jī)器人驅(qū)動(dòng)，這已然讓我們感到非常放心。”

Q-SPAN?工作站套件

Q-Span?工作站是UR+應(yīng)用套件，這意味著它已經(jīng)過測(cè)試和認(rèn)證，可與優(yōu)傲機(jī)器人（本案例中為桌面協(xié)作機(jī)器人UR3）無縫集成。Q-Span?工作站套件包括機(jī)器人夾具-卡尺、樣品部件及配件，以及一臺(tái)可在設(shè)施內(nèi)輕松移動(dòng)的多功能工作站貨車。OptiPro現(xiàn)提供Q-Span?工作站套件，作為完整加工單元的一部分，其中包括研磨機(jī)、拋光機(jī)和計(jì)量站。零件從OptiPro研磨機(jī)出來后，Q-Span?工作站立即對(duì)零件進(jìn)行合格/不合格測(cè)量。如果零件通過，則進(jìn)入三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)接受進(jìn)一步測(cè)量。

減少貴重物料的廢料

Mohring說，實(shí)時(shí)測(cè)量零件對(duì)生產(chǎn)流程至關(guān)重要：“相比于生產(chǎn)出一堆零件再進(jìn)行測(cè)量，實(shí)時(shí)測(cè)量可立即檢測(cè)出問題，從而減少廢品，并確保我們?cè)谏a(chǎn)出壞零件后不再重復(fù)相同的生產(chǎn)流程?！?/p>

OptiPro Systems機(jī)械工程師Mike Cahill解釋了Q-Span?工作站如何測(cè)量公司OptiSonic研磨機(jī)加工后的玻璃圓筒。該圓筒由取心鉆加工制成，就像小型手提鉆一樣在一大堆玻璃中振蕩。他說：“OptiSonic技術(shù)大幅延長(zhǎng)了刀具的使用壽命，但作為研磨工藝的一部分，金剛石刀具鉆頭不可避免地會(huì)隨著時(shí)間的推移而磨損，進(jìn)而導(dǎo)致該工藝加工出的實(shí)際工件尺寸會(huì)有所不同。借助Q-Span?工作站即刻測(cè)量每個(gè)圓筒的核心厚度，制造商能夠立即檢測(cè)出超差問題，并在必要時(shí)更換鉆頭或改變進(jìn)給速率?！?/p>

這意味著，制造商能夠減少貴重物料的廢料。為說明這一點(diǎn)的重要性，Kyle Wood舉了一個(gè)例子：他說：“我們的多位客戶會(huì)用到鍺，這種金屬的原料比黃金還值錢，因此，我們能夠?yàn)樗麄児?jié)省數(shù)千美元?！彼€強(qiáng)調(diào)了Q-Span?工作站提供的精細(xì)零件搬運(yùn)功能。“借助協(xié)作機(jī)器人，我們的客戶現(xiàn)在可避免脆性材料斷裂或尖銳邊緣因人工搬運(yùn)而造成折裂或剝落。Q-Span?工作站實(shí)現(xiàn)了無人化操作，在大批量任務(wù)下，它可生產(chǎn)數(shù)以千計(jì)的工件，而人類操作員需要六步才能完成Q-Span?在一個(gè)周期內(nèi)完成的工作。他說：“除此之外，我們還將人工誤差排除在外。 我們還可以測(cè)量各種不同的零件，且無需更換夾具，因此，我們能夠迅速從一個(gè)項(xiàng)目轉(zhuǎn)移到下一個(gè)項(xiàng)目?！?/p>

靈活部署，內(nèi)置安全機(jī)制

Quinlivan解釋說，New Scale Robotics選擇UR3協(xié)作機(jī)器人為Q-Span?工作站套件提供動(dòng)力，有以下幾個(gè)原因：她說：“UR3的外形尺寸合理，并提供開源平臺(tái)，供我們開發(fā)URCap，這是我們的系統(tǒng)和機(jī)器人之間的軟件握手?！彼忉屨f，用戶因此可以直接通過UR3e示教器對(duì)整個(gè)應(yīng)用進(jìn)行編程，而示教器也可將測(cè)量數(shù)據(jù)直接輸入客戶的數(shù)據(jù)庫中。

“實(shí)際上，你可以直接將Q-Span?套件帶回工廠，在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)就能讓它開始測(cè)量零件，而無需雇用集成商花幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間在你的系統(tǒng)中設(shè)置硬模機(jī)器人?！?/p>

Mohring說，OptiPro Systems已與各種不同的機(jī)器人合作過。他說：“優(yōu)傲機(jī)器人公司的協(xié)作機(jī)器人具備易用性和協(xié)作性的優(yōu)勢(shì)，在將其部署到我們的工作單元時(shí)，這些特性發(fā)揮著非常重要的作用，我們不必像其他一些解決方案那樣花費(fèi)大量時(shí)間來開發(fā)技術(shù)和學(xué)習(xí)不同的編程算法?！彼a(bǔ)充說，UR3e是協(xié)作機(jī)器人，能夠在員工周圍運(yùn)行，并適配現(xiàn)有的工作流程?！暗靡嬗趨f(xié)作機(jī)器人的內(nèi)置安全機(jī)制，Q-Span?系統(tǒng)具備靈活自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)，從而省去了固定工業(yè)機(jī)器人的成本。我們無需像部署傳統(tǒng)機(jī)器人那樣增設(shè)各種額外防護(hù)和激光器。Q-Span?系統(tǒng)可在不同機(jī)器之間輕松輪換；它既可以是一臺(tái)基本的三軸銑床，也可以是六軸同步研磨平臺(tái)或拋光平臺(tái)，它的靈活性足以讓我們把它放置于每一臺(tái)機(jī)器上?！?/p>

防止計(jì)量實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)瓶頸問題

Mohring解釋說，讓Q-Span?工作站在研磨機(jī)上進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，并將零件分配到合格/不合格料箱中，也有助于防止計(jì)量實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步出現(xiàn)瓶頸問題?！霸谏a(chǎn)流程的早期，就在生產(chǎn)單元中檢測(cè)出超差的零件，而不必把這些零件送至計(jì)量實(shí)驗(yàn)室的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，這為我們的客戶節(jié)省了大量的金錢和時(shí)間?！敝挥型ㄟ^Q-Span?套件實(shí)時(shí)測(cè)量的零件才會(huì)送至三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，以接受全面尺寸檢驗(yàn)。

他說：“在光學(xué)制造中，一個(gè)工作單元通常包含研磨操作、拋光操作和計(jì)量操作。在新冠肺炎疫情的影響下，內(nèi)部員工數(shù)量減少，因此，對(duì)客戶來說，Q-Span?套件是一筆巨大的財(cái)富，他們無需安排那么多人員在附近工作。”

在OptiPro System交鑰匙服務(wù)中增加Q-Span?工作站套件，促使人們對(duì)未來項(xiàng)目產(chǎn)生了很多想法。Kyle Wood說：“這讓我們有信心在未來或現(xiàn)有生產(chǎn)中加入優(yōu)傲機(jī)器人的創(chuàng)新元素，而這一點(diǎn)也將變得越來越重要?！?/p>