来自丹麦的优傲机器人(Universal-Robots,下简称UR机器人)和丰田汽车的合作关系源远流长,作为全球性的合作伙伴,在丰田汽车全球各地的工厂和子公司都能看到UR协作机器人忙碌的身影。

一、合作背景

图源UR机器人官网

丰田汽车北海道工厂主要为丰田汽车生产变速器、车轴和其他零部件,“提高生产效率,降低系统成本”是丰田汽车的一个重要目标。该公司一直希望差速小齿轮(圆形齿轮)的装载过程能够自动化,这在过去一直是一个难题。

二、丰田汽车遇到的问题

将差速小齿轮送入加工机的过程中,操作人员会提起一根串有多个差速小齿轮的串杆,将其侧放在传送机上,在自身重量的作用下,工件会自动被送入机器中。在过去,每次工件形状改变时,相对应的,传送设备也都必须进行改造,并且串起来的工件重达2至3千克,给操作人员带来了沉重的负担,操作人员必须小心翼翼地工作,以免损坏工件。

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三、UR机器人提供的解决方案

丰田汽车北海道工厂工程部组长Junichi Isobe说:“基于‘提高生产效率,降低系统成本’的目标,我们在2021年首次引入UR协作机器人,目标是将生产节拍保持在规定的时间范围内,并找到一种识别工件的方法。视觉相机的使用会使生产节拍超时,因为工件是亮黑色的,所以很难检测。

因此,UR机器人设计了一种方案,利用UR机器人内置的力扭矩传感器(F/T传感器)来检测夹爪触碰工件时的反力。经过多次试验,大获成功,丰田汽车最终采用了该解决方案。

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零部件生产工程部的Syusaku Jin表示:“我们决定开发一个不含摄像头的系统,这样可以简化系统配置。OnRobot RG2/RG6夹爪属于UR+解决方案,能够轻易地在UR协作机器人的示教器上进行编程,同时机器人内置F/T传感器使用起来也非常便捷。

负责现场工作的零部件生产部组长Suguru Sakai也表示:“现在,如果我们想把工件朝相反方向放置,或者改变串杆的数量,只需要对机器人进行编程就可以了。机器人还会帮忙检查工件的厚度,我觉得这点十分方便。"

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在过去,每条生产线对应一个物料进料器,但现在,UR协作机器人能通过一个机器人同时向两条生产线供应物料。之前每次增加新的型号时对应都需要一个新的进料器,而现在只需修改机器人编程即可适应新型号,大大节省了投资成本。丰田汽车在机器人身上安装了安全扫描仪作为安全措施,这样一来,每当有人靠近时它就会减速,而如果有人撞到它则会停下来。随着异常情况逐渐减少,利用率从92%提高到了98%。Syusaku Jin说道:“能够以一种非常稳定的方式来操作生产线是一件令人高兴的事情。”

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Jin继续说道:“最困难的部分是布线工作。我没有从事过这种布线工作,所以我认为这次的经历在我们安装下一个机器人时会非常有用。甚至还帮助我提高了为其他设备绘制电气图的能力,即使这些设备可能不是机器人。”

UR协作机器人还用于装配线上。机器人被安装在由人组成的流水线的传送带末端,负责将工件转移到下一个传送带上。该系统的优点为,即使协作机器人出现故障,也能及时恢复人工劳动模式,不必停止产线。

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“当然,降低系统成本是“提高生产效率”的关键之一。然而,除此之外,参与各种项目能够提升我们自身能力。我相信这是强化我们制造体系的一种方式。”Isobe表示。

最终,丰田汽车北海道工厂利用UR协作机器人成功地构建了自己的机器人系统,不仅降低了成本和空间,与旧系统相比,还将运行速率从92%提高到了98%。丰田汽车北海道工厂希望今后能在各种流程中引入UR协作机器人。如需了解更多,请移步到UR机器人官网www.universal-robots.cn 。