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UR 機器人協助企業提高產量 減低成本

簡介

RCM Industries是一家位在芝加哥的壓鑄製造商。他們在爭取一宗大型外包案時，面臨了來自墨西哥供應商的挑戰。鑒於作業內容重複且精密度高，該公司決定求助 UR 科技，由一批內建力矩感應功能的 e 系列協作型機器人接手這項任務。最終，這家美國企業成功提高產量並減少成本，不但有機會為員工提供附加價值更高的工作，也不再擔心勞力成本較低的國家與之競爭。 

面臨的挑戰

當大型客戶基於成本考量，開始思索境外生產的可行性時，RCM Industries 的團隊了解到，在無損產品價值的前提下壓低成本已成當務之急。然而，由於在 CNC 工具機夾頭上安裝並對齊零件時必須高度精準，也讓壓鑄自動化更具挑戰性。 


 

解決方案

RCM 目前已在兩個相同的工站中部署 UR10e 協作型機器人，可在同一生產週期內各自操作兩部立式加工中心機車床，生產消費性的管路產品。作業員僅需將零件擺在桌上，機器人就會自行在工作台之間移動零件，過程包括將未加工零件夾取至固定架上正確對齊、然後依序擺放至不同的夾頭，最終將加工完成的零件擺上輸送帶送回給作業員。由於協作型機器人整合了力矩感應功能，除了可在夾頭上找到正確位置並自行對齊外，還能偵測出變形或錯誤的零件，在作業前退件。 
在另一個應用中，RCM 則利用直角坐標型機器人操作車床生產金屬環，接著由 UR10 協作型機器人負責夾取。UR10 會將沾有潤滑劑的零件放入水槽內清洗，接著在吹風器前轉動零件待其風乾，最後再將成品置於圓筒架。 
RCM Industries 工程技術總監 Rob Marconi 表示：「那些工站的產出品質一致，可說是最立竿見影的成效之一。」在過去，作業員為機台裝料時往往還得兼顧多項任務，例如檢查零件或移動零件進出工站。在此情況下，即使他們能夠迅速為機台裝料，還是會有表現不一致的時候。Marconi 指出：「反觀機器人，它們動作一致且分秒不差，因此我們一完成部署後，產出馬上出現15%的成長。」 



早在 UR10e 運抵RCM industries之前，Rob Marconi便利用UR科技免費提供的模擬器軟體，為 UR10e 編寫出一套完整的程式。他表示：「編程完畢後，只要將隨身碟插入UR機器人的示教器，載入程式並在工站進行微調即可。」



Rob Marconi 指出：「我們在機台操作這方面，需要高度精準的表現。UR科技的 e系列協作型機器人 內建力矩感應，可在夾頭上找到零件的正確落點並自行對齊，是一套非常完美的應用。」



用戶為 UR 機器人編程時，只需扶著機械手臂，依照規劃的路徑點移動即可。

無須安全圍籬 方便進出調整

當 UR 機器人作業時，作業員可以自由進出工站，調整 CNC 工具機或執行其他任務。這也正是協作型機器人優於傳統機器人的關鍵之一：經初步風險評估、部署時無須加裝安全圍籬。Marconi 解釋道：「一旦協作型機器人未能正確裝料，就會通報作業有誤，此時作業員就會進入工站移除零件，並重新啟動生產週期，既不用穿越任何安全圍籬，也可省去為工站防護警告標示的程序。」 

「我們總是會問：『這套製程能否自動化、需要投注多少資金以及規畫是否合理？』而結論往往只有一個，自動化的確是合理選項。」

——MIKE HIGGINS 業務兼行銷總監, RCM Industries

UR 機器人還有一大優勢，那就是無須加裝安全圍籬（經風險評估）。如此一來，作業員及 CNC 技師能夠在工站中與協作機器人並肩作業，不像過去每逢生產週期需要調整或為機台裝料時，除了必須暫停作業外，進出工站還得掛籤標示。
 

讓員工從事更加安全 更有價值的任務 

儘管這些特殊任務的徵才需求因協作型自動化而減少，但業務兼行銷總監 Mike Higgins 認為，該公司仍透過提升競爭力的方式，將工作機會留在美國。他解釋道：「在我們增加利潤與產能的同時，原本那些員工也被分配到組織內其他部門或服務單位。像我們這樣的產業想在都會地區徵才，簡直難如登天。我們製造商個個都拼了命尋找技術純熟的人才。我們隨時都得留意何處可以自動化，特別是內容單調重複的製程。」 



在 UR 機器人加入三班制後，RCM目前只用三台協作型機器人，就省下了8名作業員的人力成本。MikeHiggins表示。「在我們增加利潤與產能的同時，原本那些員工也被分配到其他附加價值更高的部門。」



在改採 UR10 夾取零件至清洗槽後，作業員終於可以專注於品管上。UR10 登場前，每班都需要一名作業員負責這項作業。如今即使是非輪班時段，也可將工站交由協作型機器人獨自運作，第一班作業員則負責檢查第二班及第三班生產的所有零件，為公司省下兩名人力。

UR 線上資源方便系統整合 

即便不具備機器人編程背景，Marconi 依然能夠在機器人到貨前，從 UR 科技的官網下載 PolyScope 模擬軟體，並建立整套程式的架構。接下來他只需要將程式下載到協作型機器人上，再利用專屬示教器現場設定路徑點便大功告成。 

而在夾取零件這方面，RCM Industries 透過線上 UR+ 展示間 選擇了 PHD 三爪 Pneu-Connect 夾具 。這組夾具經過UR+認證，可隨插即用，方便系統整合。Marconi 指出：「它已經內建所有氣閥，相關配線與整合機器人所需的編碼也一應俱全。我們只需要為機器人接線，在示教器上直接安裝軟體，就能馬上開始運作。」 



RCM industries的清洗槽應用編程相當簡單。Rob Marconi 解釋道：「其實我們負責這塊的實習生完全沒有接觸過機器人，卻還是非常蛵鬆地學會编程，然後整個夏天都在與機器人一起加速生產週期，讓機器人能夠跟上機台的速度。」

投資回收期短 證明投資的合理性 

在協作型機器人加入不到一年就回本後，Marconi 期待它們能夠持續創造效益。他解釋道：「儘管我們已經規劃了許多未來的新用途，但其實這些機器人的強項之一，在於重新部署時一點都不難。在我們決定增加產線與提升產出後，這些機器人將被挪到其他作業區，而且不用重新安排安全圍籬或配線，就能協助那些工站有更好的產出表現。」這點與傳統工業機器人相當不同。傳統工業機器人之所以鮮少在工站間移動，原因就在於移動笨重的安全圍籬會衍生額外成本與停機時間。 
 

RCM 目前部署兩台 UR10e 協作型機器人，可在同一生產週期中各自操作兩部立式加工中心機。Mike Higgins 表示：「用一台機器人操作兩台 CNC 工具機後，回本期大幅縮短是必然的結果。其實這是一個相當簡單的算術問題：首先是協作型機器人抵銷了人力成本，接著正常運作時間拉長、耗電量與機器人保養需求雙雙最小化，再加上專責的自動化工程師無須通過繁複認證，這一切都讓我們在一年之內回本。」