使用機器人技術，幫助電子產(chǎn)品制造商將廢品率降低到接近為零的水平，并將生產(chǎn)率提高近5倍。CreatingRevolutions公司為酒店行業(yè)提供客戶服務尋呼系統(tǒng)。曲棍球大小的通信盤被設計為通過智能手機無線連接來賓和服務員。組裝通信盤，是一項復雜的任務，需要準確性和重復性。

“問題是，工人很難以完全相同的方式，一遍又一遍的高效地重復一個特定過程?！盓inarRosenberg說道,他是CreatingRevolutions公司的首席執(zhí)行官。Rosenberg正在尋找一種既能滿足質量又能滿足數(shù)量需求的自動化解決方案。

“這兩個元素總是互相競爭。我們考察了大約40個不同的機器人公司，它們中的大多數(shù)并沒有一個很好的編程方法；機器人對環(huán)境要求太高；或者那些機器人太大或太粗糙?！盧osenberg說，比較之后他選擇了UniversalRobots公司的UR3協(xié)作機器人來完成他的研究。

想要指導UR3協(xié)作機器人改變任務，只需要掃描二維碼。本文圖片來源:UniversalRobots

與人的協(xié)作

由于內置的安全系統(tǒng)，使得機器人手臂在遇到路線中的物體或人員時會自動停止工作，這種機器人被歸類為協(xié)作機器人。這一特性使人類和機器人能夠并肩工作，而不需要傳統(tǒng)工業(yè)機器人通常所必需的圍欄。

“我們需要人類給機器人進料。機器人的安全特性實際上簡化了很多，因此我們感覺最有價值的資產(chǎn)——不是機器人而是人——變得更加安全了。”Rosenberg說。

按小時付費機器人

經(jīng)過UniversalRobots認證的系統(tǒng)集成商Hirebotics公司將這種機器人集成到了CreatingRevolutions公司的裝配線上。該系統(tǒng)可讓像CreatingRevolutions這樣的初創(chuàng)公司在不花費前期資本支出的情況下、按小時租用協(xié)作機器人?！拔覀兪且粋€初創(chuàng)企業(yè)，所以我們買不起一個非常昂貴的機器人?！盧osenberg說，“傳統(tǒng)機器人及其內部設置的復雜性和高昂費用令人望而卻步，而現(xiàn)在我們正在改變這一切?！?/p>

完美捻涂硅膠

機器人需要處理兩個循環(huán)：首先，機器人逐行檢查鋁殼部件在托盤上是否正確排列。然后機器人拾取零件，放入夾具，拾取硅膠注射器并且排列硅樹脂在機殼內側邊緣。放下注射器，機器人挑選丙烯酸圓盤，并將其放置在硅樹脂上。

“然后機器人執(zhí)行的過程，我們稱之為‘扭曲’，因為我們發(fā)現(xiàn)，無論怎么做，涂抹的硅膠從來都沒有達到一個完美的圓圈。為了實現(xiàn)均勻的涂抹，機器人使用一個吸入裝置來壓下和扭轉丙烯酸盤，從而在把組裝好的部件放回托盤之前將硅樹脂涂抹的更完美?！盧osenberg介紹道。

效率提升5倍

該機器人預先設定的另一個循環(huán)是鉆孔和焊接過程。該機器人從分配器中取出一個帶銅基的圓盤，并將其放入一個光學激光傳感器中，使其對準光盤，然后將該磁盤放入一個固定架中，通過關閉兩個夾具將其夾持住。

“下一步就是機器人從皮帶上抓取鉆頭，然后是啄鉆過程，因為如果你持續(xù)用力，丙烯酸就會粉碎。該機器人足夠靈敏，使其可以快速彈起，直到鉆出一個完美的洞?！盧osenberg說。

在鉆孔完成后，機器人將鉆頭放回皮帶，并釋放其中一個夾具，形成一個開放區(qū)域，在該區(qū)域內可以使用自動焊錫機的烙鐵。

回到皮帶上，機器人抓取焊槍，在銅上以及鉆孔的周圍放置三處焊料。一旦該步驟完成，機器人通過釋放壓縮空氣，將產(chǎn)生的碎片沖開，松開第二鉗，然后抓住光盤，并把其放置到存放完成產(chǎn)品的容器中。據(jù)Rosenberg說，采用協(xié)作機器人后預焊的效率提高了近5倍。

UR3機器人可通過直觀的觸摸屏接口進行編程。

機器人:協(xié)作的“第三只手”

在使用機器人之前，手工焊接過程確實需要操作員有“第三只手”?！坝捎谶@些板的存在，必須鉗住電線，因為人類必須手持焊接針和焊錫絲?，F(xiàn)在，機器人將焊料放在你應該焊接這些電線的位置?！盧osenberg說。由于無須手持焊錫絲，因此工人就能夠拿著光盤，握住電線，而不是一個鉗子；然后焊接就簡單了。機器人使它更清潔，大家用起來也更容易；這是一種真正的協(xié)作方式。

快速機器人集成

從CreatingRevolutions公司第一次接觸Hirebotics到訂購這些機器人，只用了幾個星期的時間。然后就進入到安裝和編程。Hirebotics公司的聯(lián)合創(chuàng)始人MattBush解釋說，快速部署勢在必行。協(xié)作機器人在這方面可以提供幫助，因為它們通常不需要額外的安全圍欄來執(zhí)行任務。

“當我們抵達客戶現(xiàn)場時，我們可以很快調整機器人。我們可以抓住機器人手臂，把它放到自由驅動模式，并通過物理移動使其按照我們希望它運行的路徑來運行這種方式來‘教它’，而不必通過對數(shù)以百計的路徑點進行編程來實現(xiàn)?！盉ush說。

對現(xiàn)有程序的修改也很簡單。Rosenberg說，“我們需要從兩個鉆取過程轉變?yōu)橐粋€鉆取過程。Hirebotics公司將修改后的軟件發(fā)給我們，我們把它拷貝到USB，并上傳到機器人；然后‘嗖’的一下，修復就完成了。只需要一兩個小時就可以完成代碼。一天之內，我們就可以完全改變機器人的運行方式。”

企業(yè)用戶可以直接通過智能手機，實時接收機器人的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

機器人監(jiān)控APP

Hirebotics公司還提供了一個智能手機界面，旨在讓客戶監(jiān)控機器人的性能，并獲得持續(xù)的技術支持。性能數(shù)據(jù)是在事件發(fā)生時，從機器人發(fā)出的，可以通過Hirebotics移動應用程序實時監(jiān)測圖表，從而快速獲得準確的生產(chǎn)數(shù)字。網(wǎng)絡攝像頭可以顯示生產(chǎn)線上的情況，允許客戶和Hirebotics公司隨時監(jiān)視生產(chǎn)活動。在過程中增加移動可見性，是工業(yè)4.0的信條之一。

“通過收集機器人在一定時間內所生產(chǎn)的單位數(shù)量的詳細信息，結合其它數(shù)據(jù)，就可以對我們的生產(chǎn)需求做出真實、準確的預測，例如需要多少人，以及為了將生產(chǎn)保持在最優(yōu)水平，我們需要專注于什么?！盧osenberg說。

Hirebotics還能實時監(jiān)測機器人以防止出現(xiàn)任何故障。“我們可以實時地了解，在世界的任何地方，機器人正在加工哪個光盤，正在進行什么過程或步驟?！盧osenberg說，調用云連接是工業(yè)4.0的一個重要組成部分。

他說：“我們的很多客戶都是中小型的生產(chǎn)制造商，例如像CreatingRevolutions一樣的初創(chuàng)企業(yè)。它們可能沒有像很多大型的原始設備制造商(OEM)那樣大規(guī)模的集成工廠。”

“這是他們第一次真正真正理解，從機器中獲取的數(shù)據(jù)有多么強大。我們的一些客戶過去經(jīng)常定期做時間研究，因為他們的客戶需要它。既然他們引入了云連接的機器人，他們就不再需要做研究，因為他們非常清楚的知道，每一秒鐘機器人在生產(chǎn)什么。”Rosenberg說。

最初，員工對機器人同事的到來感到焦慮，現(xiàn)在員工則把UR3看成是團隊的一員。

機器人增加就業(yè)機會

最初，員工對與機器人共享工廠空間的想法感到不滿?！暗钱敊C器人部署完畢,他們就開始意識到,那些單調乏味，或需要一定靈活性的工作需要由機器人新同事完成,因為人無法持續(xù)保持完美的工作狀態(tài)，現(xiàn)在機器人已經(jīng)被視為團隊的一部分。”Rosenberg說，“我們甚至增加新工作崗位，以便跟上由于部署機器人而帶來的產(chǎn)量增加。實際情況是，過去在國外進行生產(chǎn)成本更低，但如果同時考慮減稅、降低航運成本以及使用機器人，那就可以讓我們在美國創(chuàng)造新的就業(yè)機會?！?/p>

下班后的輔助工作

除了在白天與人類工作者并肩工作之外，晚上工人下班回家后，機器人還會繼續(xù)工作數(shù)小時，為第二天下一步裝配工作準備零件。

“很多年以來，由于完全自動化是資本密集型的，很多公司都避免實現(xiàn)完全的自動化。但是，通過按小時租用機器人，企業(yè)只需要按實際工作時間支付費用。這樣以來，不同規(guī)模的公司都能負擔得起協(xié)作機器人的成本，從而使其生產(chǎn)過程可以實現(xiàn)更多地自動化?！盉ush說。他們的云連接解決方案，使客戶可以安心的離開現(xiàn)場，只需要機器人待在現(xiàn)場就可以了。

Rosenberg提到的最近一個事件是：機器人使用錯誤的組件開始了錯誤的組裝過程。“我們通過機器人上安裝的高清攝像頭監(jiān)視到現(xiàn)場工況，經(jīng)過分析認為不需要派任何人到工廠；可以讓機器人自行停止運行，第二天我們再去清理混亂的現(xiàn)場。在任何其他情況下，如果我們相信這樣的機器人，我們將不會在沒有人類監(jiān)控的情況下運行它。”

由機器人執(zhí)行的裝配生產(chǎn)線，已成為CreatingRevolutions公司的一個巨大的銷售亮點?！爱斂蛻魜淼竭@里，看到機器人，他們意識到機器人可以保證質量和精度。由于我們還不是一個成熟的公司，他們想確認他們即將使用的產(chǎn)品不會失敗?！盧osenberg說，“機器人向他們展示了強大功能，從而大大支持了我們的銷售。”

構建云基礎設施

Hirebotics使用TCP/IP連接云基礎設施，公司利用這些設施來監(jiān)控現(xiàn)場機器人。Hirebotics還使用了云連接器來實現(xiàn)其它服務，如照相機或客戶的設備。

“通信協(xié)議是任何機器構建的重要組成部分，確定包括哪些是至關重要的，不僅是當前的體系結構，而且還包括未來的任何升級或擴展。”Bush說。這種設置使Hirebotics可以實施更多的控制，從而可以在無需更新機器人操作或程序的情況下，改變它們使用設備的方式,?！?/p>

利用標準的體系結構，如TCP/IP套接字通信或XML遠程過程調用(RPC)，為我們提供了一個經(jīng)過良好測試和穩(wěn)定框架的大型庫以供我們選擇，以及快速擴展現(xiàn)場機器人功能的能力。然后，我們就可以在以前安裝的機器人上使用它，并在現(xiàn)場快速提供增強的功能或監(jiān)控.”Bush強調說。盡管協(xié)作機器人一直被宣傳為用戶友好，具有非常直觀的觸摸屏界面，但它其實還有可能更深入系統(tǒng)中，并使用高級腳本功能。

“我們編程的方式和我們能夠在核心機器人上編寫應用程序編程接口（API）層的方式，允許我們非?？焖俚貜脑O計、推進到編程，并投入到生產(chǎn)。我們已經(jīng)編寫了應用到機器人上的API，在程序中，我們不斷參考云基礎設施。”Bush說，“我們甚至能夠利用機器人的實時數(shù)據(jù)流，這就是我們獲得實時診斷的方法。我們能夠連續(xù)地向云發(fā)送診斷數(shù)據(jù)包，每隔3到5秒發(fā)送一次，并且因為有了這些來自于機器人內置的實時數(shù)據(jù)反饋信息，我們可以完成所有這些工作?！?/p>

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