Łączenie współpracujących robotów z istniejącym sprzętem w celu zapewnienia maksymalnej nośności i bezpieczeństwa

Toyota Industries Corporation

W skrócie

W fabryce Tōchita (Factory 703) w Handa City (Japonia) Toyota Industries Corporation wprowadza ulepszenia, aby fabryka była bardziej atrakcyjna dla przyszłych pracowników. Jedna z takich inicjatyw koncentruje się na automatyzacji procesu wprowadzania surowców. Łącząc roboty współpracujące z istniejącym stabilizatorem, firma opracowała rozwiązanie do obsługi ciężkich materiałów. Zmniejszyło to zarówno liczbę godzin pracy, jak i obciążenie związane z ręcznym podnoszeniem.

Podejmowanie wyzwań związanych z ręcznym przenoszeniem ciężkich materiałów

Wcześniej surowce były przenoszone ręcznie za pomocą urządzeń podnoszących i wciągników, ale surowce były ciężkie i istniało ryzyko związane z ich upuszczeniem. Ponadto operatorzy byli często wzywani z odległych lokalizacji do wykonywania zadań w nieregularnych odstępach czasu, co było żmudnym zadaniem.

Toyota Industries Corporation

Branża Automotive

Kraj Japan

Number of employees 1920 (Tōchita Plant)

Użyty cobot UR10e

Kluczowe czynniki wpływające na wartość:

Poprawa bezpieczeństwa pracowników poprzez zmniejszenie ryzyka ręcznego podnoszenia i ograniczania ryzyka dzięki inteligentnym funkcjom bezpieczeństwa (tryb wymuszony, skanery bezpieczeństwa, minimalne ogrodzenie)
Wydajność operacyjna dzięki skróconym godzinom pracy i bardziej spójnej obsłudze materiałów
Skalowalna automatyzacja osiągnięta dzięki połączeniu cobots z istniejącym sprzętem, umożliwiająca stopniową rozbudowę i eksperymentowanie

Zadania rozwiązane przez roboty współpracujące:

Przenoszenie i wprowadzanie ciężkich surowców przy użyciu skoordynowanej kontroli siły i integracji wyważarki
Losowe wybieranie ze stosu luzem za pomocą systemu wizyjnego
Prowadzone wprowadzanie przyrządów do materiałów za pomocą trybu wymuszonego zapewnia płynny, adaptacyjny ruch

Rozwiązano problemy z automatyzacją:

Równoważenie oscylacji obciążenia podczas łączenia ramion robota z wyważarkami w złożonej konfiguracji fizycznej
Zarządzanie fluktuacjami ciągu, zapobieganie zatrzymaniom ochronnym podczas ruchu przy użyciu trybu wymuszonego
Bezpieczeństwo w kompaktowej przestrzeni, przy użyciu konfiguracji o minimalnym odcisku stopy ze skanerami laserowymi i strategicznym ogrodzeniem w celu utrzymania otwartych przestrzeni bez uszczerbku dla ochrony pracowników

Jak oni to zrobili

Inteligentniejszy wkład materiałowy: połączenie systemów wizyjnych, cobots i balancerów

W automatyzacji procesu wprowadzania materiału rozwiązaniem było innowacyjne łączenie istniejących produktów. W szczególności zakwestionowali użycie robota współpracującego wspomaganego przez wyważarkę. Po rozważeniu kilku kombinacji, aby spełnić wymagany czas cyklu i inne kryteria, osiągnęli swój cel, łącząc mechanizm sztywnego ramienia z robotem UR. Ponadto system w połączeniu z wyważarką doprowadził do problemu z oscylacją serwomechanizmu ze względu na unikalne środowisko ramienia robota, przyrządu i masy surowca. Jednak w przypadku robota UR obciążenie, środek ciężkości i bezwładność można było ustawić dowolnie, a optymalizując ustawienia, takie jak prędkość i przyspieszenie, problem został rozwiązany. Ponieważ surowce znajdują się w stosie luzem, konieczne było losowe wybieranie. W ramach tego projektu współpracowali z partnerem przy budowie systemu kamer wizyjnych.

roboty ogrodzone i nie ogrodzone w Toyocie

Korzystanie z trybu siły w celu ustabilizowania siły nacisku podczas przenoszenia materiału

Satoshi Ishihara, Lider Roboczy w Dziale Silników, Dział Inżynierii Produkcji, Biuro Rozwoju, Toyota Industries Corporation, omawia zalety robota UR: „Podczas korzystania z wyważarki do przenoszenia materiałów występują wahania ciągu, a w trybie normalnej kontroli pozycji istnieje ryzyko zatrzymania ochronnego. Korzystając jednak z trybu wymuszania włączonego przez wbudowany czujnik siły w robocie UR, byliśmy w stanie skierować napór w określonym kierunku, co umożliwiło płynną obsługę materiału.„

Tryb wymuszania jest również wykorzystywany w innych obszarach poza obsługą materiałów. „Podczas pobierania surowców używamy trybu wymuszania, aby wprowadzić przyrząd robota w surowce podczas wykonywania skoordynowanych ruchów. Tryb wymuszania jest szeroko stosowany.„ W celu oceny ryzyka ogrodzenia bezpieczeństwa i laserowe skanery bezpieczeństwa są używane razem, aby zmniejszyć ryzyko. Aby uniknąć sięgania rąk pracowników pod wiszące ładunki, zainstalowano ogrodzenie. Nieograniczony obszar jest tworzony w celu ułatwienia płynnego dostarczania materiału, a laserowy skaner bezpieczeństwa jest umieszczany na ziemi, aby zatrzymać system (zatrzymanie zapobiegawcze), jeśli ktoś wejdzie do obszaru.

Wydajna i bezpieczna: kompaktowa automatyzacja zapewnia solidne wyniki

„Efekt automatyzacji był znaczący. Dzięki automatyzacji procesu wprowadzania surowców udało nam się zmniejszyć liczbę godzin pracy i możemy teraz rozważyć różne kombinacje” - mówi Hideki Yamada, kierownik sekcji, sekcja przetwarzania, dział produkcji 2, dział silników, Toyota Industries Corporation.

Yamada kontynuuje: „Za każdym razem, gdy wprowadzamy zautomatyzowany sprzęt, ogrodzenia bezpieczeństwa i inne instalacje mają tendencję do powiększania się, ale dzięki temu systemowi jest kompaktowy, a jednocześnie zapewnia bezpieczeństwo, więc bardzo go lubimy”.

Roboty współpracujące umożliwiają stopniowe skalowanie procesów automatyzacji

Oprócz rozszerzenia zautomatyzowanego procesu w obszarze obsługi surowców, Toyota Industries Corporation rozważa automatyzację innych procesów, takich jak podnoszenie silników i procesy oparte na przenośnikach. Po wprowadzeniu robotów współpracujących Tatsuya Shimizu, Group Leader, Engine Division, Production Engineering Department, Development Office, komentuje: „Jeśli zdecydujesz się na odpowiedź od razu, znalezienie rozwiązania zajmie trochę czasu. Wprowadzając najpierw robota współpracującego, ucząc się podczas jego używania i stopniowo rozszerzając jego aplikacje, automatyzacja może się rozwijać”.

Wprowadzając najpierw robota współpracującego, ucząc się podczas jego użytkowania i stopniowo rozszerzając jego aplikacje, automatyzacja może się rozwijać.

Tatsuya Shimizu, Group Leader, Engine Division, Production Engineering Department, Development Office

Skontaktuj się z Universal Robots

Tysiące firm polega na robotach współpracujących, aby...

Zwiększ produktywność
Dostosuj się do zmieniającego się popytu na produkty
Poprawa samopoczucia i retencji pracowników
Pracownicy z powodu niedoborów siły roboczej