自动化 | 9分钟阅读

从机器人到“机器人”:塑料加工的下一代自动化

所谓的‘collaborative 机器人’是...的新类别‘human-friendly’ automation 那can work safely side by side with people, unprotected by guarding.

分享

Facebook分享图标 LinkedIn分享图标 Twitter分享图标 通过电子邮件共享图标 打印图标

这个词的派生“robot”可以追溯到1920年,捷克语为 forced labor—“robota”—首次使用是在K. Capek的科幻小说中 entitled Rossum’s 通用机器人. In recent 年份, a new word 和 concept for automation has emerged—“cobot”—a mashup of 合作的 and 机器人.

德国’的职业安全与健康研究所 因此,健康(IFA)定义了新类别:“Collaborative industrial 机器人 are complex machines which work 与人携手 众生。 In a shared work 在过程中,他们支持并减轻了操作员的负担。”

注重成本和质量 plastics processors, that “support 和 relief” can 帮助抵消工资上涨,增加 工人安全并全面提升 效率。但是关键词 is, “与人携手 beings.” The new “collaborative robots” are distinguished 通过他们安全工作的能力 在人类附近 无需防护措施。虽然不竞争 with other jointed-arm industrial 机器人 in terms of speed 和 precision, 合作的 楷模 emphasize lower cost 和 easy 一般人员的可编程性。

尽管他们一直在 market for just a few 年份, a sizeable 注塑机数量已经 have adopted 合作的-type 机器人 适用于重复的,取放或堆叠操作。到目前为止,四个 suppliers of these 机器人 have emerged:

重新思考机器人波士顿是一家拥有7年历史的公司 that put 合作的 机器人 on the map with its 百特 series of two-armed 机器人, each arm with seven axes. Baxter has 360°声纳和前置 视觉系统检测 人类的存在并执行其 tasks. Its “servo-elastic” control halts 如果手臂遇到阻力 小于1磅。其拟人化 “face”是带有两个液晶屏 眼睛和一系列表情 indicate the 机器人’s “state of mind” 和运动方向。

去年,Rethink商业化 索耶,单臂堂兄 of 百特 那has longer reach, 更高的负载能力,以及 更先进的视觉传感器 在七轴臂上。 (更多 on 百特 和 Sawyer, see 十一月’ 13 Close Up10月6日’15 blog

通用机器人 是一家丹麦公司 于2014年推出其在纽约州E.Setauket的美国办事处 和UR10具有一个六轴铰接臂,具有真正的绝对 编码器和八种可调节的安全相关功能,以及 32个内置I / O。用 工作半径为33.5英寸 (850 mm) 和 payload 容量为11磅(5千克), UR5臂重约 40磅。较大的UR10具有一个 工作半径刚好超过51 in。,有效载荷容量为22 lb.较小的UR3型号 于去年推出。

库卡机器人,密歇根州谢尔比镇 the U.S. arm of a German supplier of articulated 机器人. It introduced the 合作的 IIWA (Intelligent Industrial Work 在2013年推出了LWR 5(轻型机器人)。 These 机器人 made their first splash in plastics at the Fakuma 去年秋天在德国举行的2015年秀场,它们是 Arburg和Boy 机s展品(请参阅 十二月’15 特写)。

法努克 America,密歇根州罗切斯特山(Rochester Hills) introduced its first 合作的 机器人 in November. The CR-35iA 协作机器人是六轴手臂,描述为“the industry’s first 35-kg (77-lb) payload, force-limited 合作的 机器人 designed to 无需安全围栏即可与人并肩工作。” It has a 柔软的外壳可最大程度地减小冲击力,据说可以安全停止 当它碰到操作员或其他障碍物时。它可以整合 Fanuc’s iRVision,以便可以看到正在接收的内容。

RODON中的BAXTER筹码
定制成型机 罗顿集团 位于宾夕法尼亚州哈特菲尔德的公司是最早采用Rethink Robotics的制造商之一’ Baxter 合作的 机器人 in early 2013. Two 年份 later, Rodon’s first 百特 unit is still operating, having 进行了几次软件升级, 据报道(2015年) 单位快三倍,两倍 精确。 Rodon的建筑物为125,000 ft2 那houses 109 injection machines from 46 to 400 tons.

因为公司雇用了 每班最多7名操作员, 百特一直是有价值的补充 to handle “劳动密集型,平凡的 jobs”例如从输送机上取下零件  然后将它们堆叠并分层包装 盒子,笔记Lowell Allen,高级副总裁的 manufacturing. “He doesn’t take 职位 away from people—he does 职位 people would hate to do.”例如,百特 有时用于将碎屑喂入制粒机。“It’s noisy 和 dusty. Imagine doing 那all day long,” says Allen.

百特还增加了Rodon’s business: “Baxter allows us to accept 职位 那require machine tending all day long, which we could 否则, without hiring more labor.” He notes 那one 通常是人工操作 处理15台机器,并且 Baxter has helped raise 那to 16 or 17 machines in some cases. After 百特 has packed a full box, the operator is needed only to 粘贴包装胶带和标签。

“百特在周末特别有价值,” says facilities 经理托尼·霍夫曼“当我们可能正在运行40 machines with three people. 百特 排名第四。既然人类 操作员可能工作了很长时间 远处,他只需要看到 green light on top of 百特’s ‘head’ to know he’正常运行。”

罗顿已经习惯了 to 百特 那Allen 和 Hofmann can’t resist saying “he” 和 “him” when referring to it. Says 艾伦“He’s just another employee —though one 那doesn’t take 午餐或洗手间。他已经工作了 只要三个月不停。”

“We’重新沉迷于机器人技术 here,” adds 霍夫曼。“Every one of 我们的印刷机上有一个机器人或采摘机 它。我们的目标是让机器人来处理 零件从模具中取出并进入包装盒 with one 机器人 cycle. But some 职位 don’不允许这样做,这是 where 百特 comes in.”冲压机器人将零件放置在 conveyor, 百特 can take those parts off the conveyor for packing.

“We use 百特 for long runs, short runs—we move 他 around to different presses, 和 just plug 他 in where we need him. He’s very adaptable,” says Hofmann, “and he avoids the 每班需要另一个人。”

艾伦说百特完成的最艰巨的工作之一 堆放和包装5英寸。压克力照明地球仪。没有 可以容忍划痕或划痕。零件拆卸机器人 将地球仪交给配备了吸盘的百特 他的手臂。百特创建了一个由40个地球仪组成的阵列,然后放置了一个插入物 在开始下一层之前。百特总共包装了5层,每层40层 globes each. “He’在堆叠方面比人类更一致。和 他保持零件的准确计数—这非常有帮助。”

On another job, 百特 packed 塑料刀,一次三个, 放入一个很小的间隙的盒子里。 这项工作需要两个 人们因为它的复杂性。这项工作的另一个好处是 that 百特 doesn’t mind handling 热零件,在这种情况下,“the parts were warm 恩ough 那they could warp if not stacked perfectly,” Hofmann remarked.

安全是最大的优势 Rodon sees in 合作的 机器人. “Full-servo 机器人 are fast 和 accurate, but you sure don’不想进入他们的 way when they’re moving,” says Allen. Baxter’低速和碰撞灵敏性 alleviate 那risk.

另一个安全功能是 Baxter’s expressive “face.” Says Allen, “The way he turns his 头 指示他的手臂要去哪里。 他也盯着你让你 know he’s aware of your presence. 那’s 例如,让质量控制人员感到安慰 when they visit the 机器人’s station.”

第二大好处是轻松 programming. “That’s a big one,” says Hofmann. “在深夜,如果 百特脱轨,在那里’s no need to get 一个程序员起床。第三班 人可以击中‘teach’ buttons on Baxter’的手腕并引导手臂穿过 动作,它将记住它们。”

两年来,罗顿(Rodon)使用百特(Baxter) 处理个人护理零件,购买点 展示架,架子整理器,玩具, 和施工工具。“We haven’t 充分利用了他的视觉能力” Allen notes. “We would love to use 他来分类零件,但是我们’re not quite there yet.” He adds 那the more sophisticated 新型Sawyer机器人的视觉功能 也可以应用于百特。“With more 精确的视野,我们可以使用百特来 检查零件是否有缺陷并卡扣 零件一起组装。”

“我们有索耶在这里进行审判,” notes 霍夫曼。“It’s more compact, 和 手臂设计独特 —it can get into 非常狭窄的空间。很多时候我们 only use one arm of 百特,” he adds, so 索耶可能是一个合适的解决方案。

美国医学会合作
A more recent convert to 合作的 机器人是定制注塑机 美国医学会
塑料制品
在加州里弗赛德(Riverside),AMA投资 in its first 合作的 机器人 last year, a 迫在眉睫的决定使决策变得更加容易 自2016年1月1日起,将全州最低工资提高至每小时10美元。 该州的一些团体正在推动 increase 那figure to $15/hr.

美国医学会当前运营着两个UR5 来自Universal 机械人的系统。在 同时,它还购买了两个 LR Mate 200iC常规六轴 units from 法努克. The latter are designed for high-speed part handling, machine tending, 和 assembly. They have the same payload capacity as the UR5 合作的 models—手腕处11磅(5千克)—but 美国医学会 added the 法努克 楷模 for higher-speed tasks 那the UR5 is not equipped to handle.

At 美国医学会, the four new 机器人 have taken on 职位 那largely replace 恩try-level 装配工人,并允许更多有经验的人 和熟练的员工搬家 扮演更苛刻的角色。财务 投资自动化的决定很不错 迈克尔说,直接 恩格勒诉操作。

“The 机器人 cost about $32,000,” Engler explains. “如果你三个人跑来跑去 the clock, you’每年大约要花费$ 100,000,所以您可以算一下—it’s a pretty quick cost savings. If one 机器人 can run 24 hr a day 在一年的三分之一时间内,投资回报是即时的。”

2015年春季,AMA聘请了吉姆(Jim) 汉克担任新的工程总监。一个 industrial 恩gineer with nearly 30 years’ experience in plastics, Hanke brought expertise in automation, including design and implementation of full production cells. Since Hanke’s hiring, 美国医学会 has 建立了专门的员工团队 on deploying the new 合作的 systems and other types of 机器人. “We’re dedicated to 使自动化工作” Hanke says.

法努克和 Universal 机器人 have included operations 例如打磨和抛光,插入O形圈, 切断大门,将零件交给工人, 焊接站和自动测试单元。 “我们能够从中选择某些方面 jobs 那were highly repetitive or required 一项非常复杂的任务” Engler 说。In one instance, this involved an insert 那can be 仅以两个不同方向插入 one is correct. “通过让机器人去做,我们 get 那consistency,” Engler says.

美国医学会承担的一项全新任务’s UR5 机器人 is an assembly 那requires 激光雕刻。这将由 Universal 机器人 with a vision sensor that 将验证零件质量。

在游戏行业的应用中, 工人被要求安置 加热的刀片到适当的深度,摆姿势 安全和质量问题。 美国医学会创建了一个 UR5吸收热量的外壳 销并将其插入到受控深度。对于 另一部分,工人已经搬走了小 左右弹性体成分来自 手动三按。现在,机器人 处理和检查 将左侧与右侧分开。用一个 传统的三轴机器人 工作将需要特殊的手臂 需要一起移动的工具 与各种机器冲程。“A 三轴将受到限制,” Hanke says. “环球公司可以在那里做所有 那是因为额外的访问权限。”

汉克承认他最初是持怀疑态度的 about 合作的 机器人, but he has 自从肯定了这个概念 应用程序和工作场景。“If you want to do 合作的, it has to be safe,” Hanke says. “You’ve got to have the 机器人 toned down for the speed. 如果你 want to sit this next to people 那are doing assemblies 和 taking away some of those operations, it’s great.”

Engler concedes 那collaborative 机器人 won’t与 specially designed, high-speed packaging 机器人, but he says that’s not the point: “If you’re 高速包装供应商,您’习惯于运行不到7秒的周期,您’re not going to use a 合作的 机器人,” Engler 说。“But if you’我,你有过程 cycle times 那are a minute, two minutes sometimes, then these are really applicable.”

(在 2015年5月现场功能

相关内容

  • 什么'注射成型展会上的新产品

    在下个月举行的大型“ K”展上,针对全市场(从通用到高端)每个细分市场的新型全电动机器的销售收入最高。

  • MEDICAL MOLDING: Configure 您r Molding 机 Into a ‘Clean Room’

    您 can meet the stringent requirements of the medical market without having to invest in a full-blown production clean room.

  • 模塑商'自己动手的机器人工具指南

    An injection molding 机器人 is no better than its 恩d-of-arm tooling (EOAT). All the potential benefits of 机器人--increased productivity, quality, 和 safety, as well as reduced scrap--are influenced by the effectiveness with which the EOAT does its job. End-of-arm tooling may perform tasks as simple as sprue picking 和 demolding or as advanced as degating, insert loading, parts reorientation, 和 assembly.