Kombinera samarbetsrobotar med befintlig utrustning för maximal lastkapacitet och säkerhet

Toyota Industries Corporation

I korthet

På Tōchita-fabriken (fabrik 703) i Handa City (Japan) genomför Toyota Industries Corporation förbättringar för att göra fabriken mer tilltalande för framtida arbetare. Ett sådant initiativ fokuserar på att automatisera råvaruinmatningsprocessen. Genom att kombinera kollaborativa robotar med en befintlig balanserare utvecklade företaget en lösning för hantering av tunga material. Detta minskade både antalet arbetstimmar och bördan av manuella lyft.

Att ta itu med utmaningarna med manuell hantering av tunga material

Tidigare hanterades råvaror manuellt med lyftutrustning och lyftanordningar, men råvarorna var tunga och det fanns risker förknippade med att tappa dem. Dessutom kallades operatörer ofta från avlägsna platser för att utföra uppgifter med oregelbundna mellanrum, vilket var en tråkig uppgift.

Toyota Industries Corporation

Industri Automotive

Land Japan

Number of employees 1920 (Tōchita Plant)

Cobot använd UR10e

Viktiga värdefaktorer:

Förbättrad arbetssäkerhet genom att minska manuella lyft och minska risker med smarta säkerhetsfunktioner (kraftläge, säkerhetsskannrar, minimalt stängsel)

Driftseffektivitet genom minskad arbetstid och mer konsekvent materialhantering

Skalbar automatisering uppnås genom att kombinera cobots med befintlig utrustning, vilket möjliggör gradvis expansion och experiment

Uppgifter som löses av samarbetande robotar:

Hantering och inmatning av tunga råvaror med hjälp av samordnad kraftstyrning och balanseringsintegration

Slumpmässig plockning från en bulkstapel med hjälp av ett visionssystem

Guidad insättning av jiggar i material med kraftläge för smidig, adaptiv rörelse

Automatiseringsutmaningar lösta:

Balansering av lastoscillation när robotarmar kombineras med balanserare i en komplex fysisk konfiguration

Tryckfluktuationshantering, förhindrar skyddsstopp under rörelse med hjälp av

kraftläge Säkerhet i ett kompakt utrymme med hjälp av en konfiguration med minimalt fotavtryck med laserskannrar och strategiskt stängsel för att upprätthålla öppna områden utan att äventyra arbetarskyddet

Hur de gjorde det

Smartare materialinmatning: kombinerar visionssystem, cobots och balanserare

För att automatisera materialinmatningsprocessen var lösningen att kombinera befintliga produkter på ett innovativt sätt. Specifikt utmanade de användningen av en kollaborativ robot assisterad av en balanserare. Efter att ha övervägt flera kombinationer för att uppfylla den önskade cykeltiden och andra kriterier uppnådde de sitt mål genom att kombinera en styv armmekanism med en UR-robot. Dessutom ledde systemet i kombination med balanseraren till ett problem med servosvängning på grund av den unika miljön hos robotarmen, jiggen och råmaterialets massa. Men med UR-roboten kunde lasten, tyngdpunkten och trögheten ställas in godtyckligt, och genom att optimera inställningar som hastighet och acceleration löstes problemet. Eftersom råvarorna är i en bulkhög var slumpmässig plockning nödvändig. För detta projekt arbetade de med en partner för att bygga ett kamerasystem.

inhägnade och icke inhägnade robotar på Toyota

Använda kraftläge för att stabilisera dragkraften under materialhantering

Satoshi Ishihara, arbetsledare på motordivisionen, produktionsteknikavdelningen, utvecklingskontoret, Toyota Industries Corporation, diskuterar fördelarna med UR-roboten: "När du använder en balanserare för att utföra materialhantering uppstår tryckfluktuationer, och i det normala lägesstyrningsläget finns det risk för skyddsstopp. Men genom att använda kraftläget som aktiveras av den inbyggda kraftsensorn i UR-roboten kunde vi rikta dragkraften i en viss riktning, vilket möjliggjorde smidig materialhantering."

Kraftläge används också inom andra områden än materialhantering. "När vi plockar upp råvaror använder vi kraftläge för att styra robotens jigg in i råvarorna samtidigt som vi utför samordnade rörelser. Kraftläge används i stor utsträckning." För riskbedömning används säkerhetsstängsel och säkerhetslaserskannrar tillsammans för att minska riskerna. För att undvika att arbetstagarnas händer når under hängande laster installeras ett staket. Ett icke inhägnat område skapas för att underlätta smidig materialförsörjning, och en säkerhetslaserscanner placeras på marken för att stoppa systemet (förebyggande stopp) om någon kommer in i området.

Effektiv och säker: kompakt automatisering ger starka resultat

"Effekten av automatisering har varit betydande. Genom att automatisera råvaruinmatningsprocessen har vi framgångsrikt minskat arbetstiden och kan nu överväga olika kombinationer", säger Hideki Yamada, sektionschef, bearbetningsavdelningen, tillverkningsavdelning 2, motordivisionen, Toyota Industries Corporation.

Yamada fortsätter: "När vi introducerar automatiserad utrustning tenderar säkerhetsstängsel och andra installationer att bli större, men med det här systemet är det kompakt samtidigt som det garanterar säkerheten, så vi är mycket förtjusta i det."

Samarbetsrobotar möjliggör gradvis skalning av automatiseringsprocesser

Förutom att utöka den automatiserade processen inom råvaruhanteringsområdet överväger Toyota Industries Corporation att automatisera andra processer, såsom motorlyft och transportbandsbaserade processer. Efter att ha introducerat samarbetande robotar kommenterar Tatsuya Shimizu, gruppledare, motordivision, produktionsteknisk avdelning, utvecklingskontor: "Om du bestämmer dig för ett svar direkt tar det tid att hitta lösningen. Genom att först introducera en kollaborativ robot, lära sig medan du använder den och gradvis utöka dess tillämpningar kan automatiseringen gå framåt."

Genom att först introducera en kollaborativ robot, lära sig medan du använder den och gradvis utöka dess tillämpningar kan automatiseringen gå framåt.

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

Kom i kontakt med Universal Robots

Tusentals företag förlitar sig på samarbetsrobotar för att...

Öka produktiviteten
Anpassa sig till förändrade produktbehov
Förbättra de anställdas välbefinnande och
Personal genom arbetskraftsbrist