將協作機器人與現有設備相結合,實現最大負載能力和安全性

豐田工業株式會社

簡而言之

在日本半田市的栃田工廠(第703工廠) ,豐田工業株式會社正在進行改進,使工廠對未來的工人更具吸引力。其中一個計劃的重點是自動化原材料輸入過程。通過將協作機器人與現有的平衡器相結合,該公司開發了一種處理重物料的解決方案。這既減少了工作小時數,又減輕了手動提升的負擔。

解決手動處理重型材料的挑戰

以前原料是用起重設備和起重機手動處理,但原料很重,丟棄有風險。此外,運營商經常從遙遠的地方被召喚以不規則的間隔執行任務,這是一項乏味的任務。

Toyota Industries Corporation

產業 Automotive
國家 Japan
Number of employees 1920 (Tōchita Plant)
所使用的協作機器人 UR10e

關鍵價值驅動因素:

  • 通過智能安全功能(力模式、安全掃描器、最小圍欄)減少手動吊起和降低風險,從而提高工人的安全
  • 性通過減少工作時間和更一致的物料處理來提高營運效率
  • 通過將cobots與現有設備相結合來實現可擴展的自動化,從而實現逐步擴展和實驗

協同機器人解決的任務:

  • 使用協調力控制和平衡器集成處理和輸入重型原材料
  • 在視覺系統的幫助下從大量堆中隨機挑選
  • 使用力模式引導將夾具插入材料中,以實現平滑、自適應的運動

已解決的自動化挑戰:

  • 在複雜的物理設置中將機器人手臂與平衡器結合時平衡負載振盪
  • 推力波動管理,使用力模式防止運動時保護性停止
  • 在緊湊的空間中確保安全,使用最小尺寸的雷射掃描機和策略性柵欄設置,以保持開放區域,而不會損害工人的保護

成功關鍵解析

豐田的Cobots

更智能的材料輸入:結合視覺系統、cobots和平衡器

在自動化材料輸入過程中,解決方案是以創新的方式結合現有產品。具體而言,他們挑戰了在平衡器輔助下使用協作機器人。在考慮了幾種組合以滿足所需的週期時間和其他標準之後,他們通過將剛性手臂機構與UR機器人相結合來實現其目標。此外,由於機器人手臂、夾具和原材料質量的獨特環境,系統與平衡器相結合導致伺服振盪出現問題。然而,使用UR機器人,負載,重心和慣性可以任意設置,通過優化速度和加速度等設置,解決了問題。由於原材料是散裝堆積,因此需要隨機採摘。在這個項目中,他們與合作夥伴合作構建了一個視覺攝像機系統。

豐田的圍欄式和非圍欄式機器人

在物料搬運期間使用力模式來穩定推力

豐田工業株式會社開發辦公室生產工程部引擎部門工作主管Satoshi Ishihara討論了UR機器人的好處:「使用平衡器進行物料搬運時,會發生推力波動,在正常位置控制模式下,存在保護停止的風險。然而,通過使用UR機器人內置的力傳感器啟用的力模式,我們能夠將推力引導到指定的方向,從而實現平穩的物料搬運。"

力模式也用於物料搬運以外的其他領域。「在拾取原材料時,我們使用力模式引導機器人的夾具進入原材料,同時執行協調運動。力模式被廣泛使用。「為了進行風險評估,安全圍欄和安全雷射掃描器一起使用,以降低風險。為了避免工人的手在懸掛負荷下伸手,安裝了圍欄。創建非圍欄區域以方便平穩的材料供應,並將安全雷射掃描器放置在地面上,以便在有人進入該區域時停止系統(預防性停止)。

豐田的生產工程師

高效且安全:緊湊型自動化提供強大的效果

「自動化的影響是顯著的。通過自動化原材料輸入過程,我們成功地減少了工作時間,現在可以考慮各種組合。」豐田工業株式會社發動機部製造部門2加工部門經理Hideki Yamada說。

山田繼續說道:「每當我們引入自動化設備時,安全圍欄和其他裝置往往會變得更大,但有了這個系統,它在確保安全的同時又很緊湊,所以我們非常喜歡它。」

協作機器人是豐田

協作機器人可逐步擴展自動化流程

除了擴大原材料處理領域的自動化流程外,豐田工業株式會社還在考慮自動化其他流程,例如發動機升降和基於輸送帶的流程。在介紹協作機器人之後,開發辦公室生產工程部發動機部門組長Tatsuya Shimizu評論說:「如果您立即決定答案,則需要時間來尋找解決方案。通過首先引入協作機器人,在使用時學習,並逐漸擴展其應用,自動化可以進步。”

通過首先引入協作機器人,在使用它時學習,並逐漸擴展其應用,自動化可以進步。

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

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成千上萬的企業依賴協作機器人來...

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