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塑膠工業使用協作機器人 LBR iisy 進行品質管理

每個老闆都希望有靈活、快速、工作細心的員工。FMO Surface 的 Bastian Fest 慧眼識英雄,發現了 LBR iisy。現在,這款協作機器人與他的團隊攜手合作,檢測資料矩陣的品質和完整性。


靈活簡單:一切 iisy

在德國卡瑟爾的一場展覽會上,FMO Surface GmbH & Co. KG 的總經理 Bastian Fest 會見了 KUKA 銷售工程師 Robert Korte,也因此認識了協作機器人 LBR iisy。這位企業家立即對協作機器人的優勢深信不疑。Fest 抽空前往 KUKA 位於席根的分公司,仔細參觀研究了 LBR iisy,並決定購買,而且是在 KUKA Marketplace 上輕鬆訂購。「LBR iisy 結合了我們需要的多種特性:靈活、程式設計簡單和易於施實協作應用。所以,我們在還不確定要將它用在哪裡的情況下,就將它買了下來」,Fest 談到這個相當不尋常的步驟時說。

說到機器人程式設計,Fest 視自己為初學者。當他購買第一架 KUKA 機器人時,他已經在 KUKA 學院完成了培訓課程,但那是針對工業機器人 KR CYBERTECH 的課程,而且是四年前的事了。他因此也對新的協作機器人更充滿期待——易於操作,即使是初學者也能對機器人技術快速上手。此外,機器人沒有任何防護柵欄,卻能提供高度安全性。

使用 LBR iisy 執行品質管理——塑膠工業的新創舉。

塑膠工業中的自動化

家族企業 FMO Surface於 1999 年在德國西發利亞東部利珀郡地區的萊姆戈成立,專門從事塑膠表面的精加工,如今擁有 75 名員工。客戶來自汽車、電子、航空和機械工程等各產業。還有例如自行車、家用電器,以及許多其他產業的製造商,也都使用 FMO Surface 的服務。在這些產業中,每年約有 700 萬個塑膠匯流排連接器必須用到雷射來標記資料矩陣 (DMC)。數年前,該公司開始對各種流程實施自動化。
德國萊姆戈 FMO Surface 公司總經理 Bastian Fest 看到了塑膠工業自動化的眾多優勢。圖片:KUKA 集團
與 KUKA 的合作始於一架 KR CYBERTECH nano (KR 10 R1420),用於雷射系統進行堆垛和上下料。兩年後,又增加了另一架 KR CYBERTECH 系列的工業機器人,用來轉動、測量和雷射待加工的塑膠部件。「正因目前專業技術人員短缺自動化對於像我們這樣的中型公司來說具有重要的作用」,Bastian Fest 解釋道。2022 年 3 月,LBR iisy 加入了機器人產品組合。

協作式 LBR iisy 找到了專屬任務

FMO Surface 很快就為新同事找到了合適的任務,也就是匯流排連接器的品質檢驗。在塑膠匯流排連接器被安裝到控制單元裡之前,都會用雷射標記上一組資料矩陣編碼,每組編碼均含有八位數字。由於多個元件共用一組資料矩陣並相互關聯,因此可靠的可追溯性對於整個組件非常重要。出於此原因,必須特別著重資料矩陣的品質檢驗和完整性評估。這在 FMO Surface 一向都是由員工手動操作掃描儀來執行。

檢查剛以雷射製成的資料矩陣是否完整,是 LBR iisy 在 FMO Surface 的任務。資料來源:KUKA 集團

2022 年初春,LBR iisy 準時接手了這項任務。協作機器人與人員攜手合作,例如像 Tim Hertz 這樣的雷射部門領班。Hertz 說:「LBR iisy 為我們節省了大量時間,因為我們不再需要單獨掃描每一個零件。即使協作機器人發出錯誤通知,我們也不必打開籠子或停止整個系統,而是只需簡單地移除並更換錯誤的零件即可。」這樣的品質管理方式有助於降低生產或精加工的成本。

Bastian Fest 找到了一位可靠且靈活的新員工—— LBR iisy。圖片:KUKA 集團

企業的需求:「簡單的整合方式」

對於像 FMO Surface 這樣的公司來說,專為檢查資料矩陣這類單調但要求嚴格的工作招聘人員,已變得越來越困難。其實不僅僅是塑膠工業,幾乎每個產業都正面臨這個問題。而訓練 LBR iisy 執行自動化品質管理,卻毫無問題——就是這麼 iisy!「從開箱到安裝,再到第一個程式設計,我們只花了 30 分鐘」,Bastian Fest 說。
FMO Surface 員工可以快速訓練協作機器人。圖片:KUKA 集團
在 KUKA smartPAD pro 和機器人控制器 KR C5 micro 的協助下,即使是至今幾乎沒有機器人程式設計經驗的員工,也可以操作和示教協作機器人。「LBR iisy 使用新的作業系統 iiQKA.OS,因此安裝、組態和程式設計都很容易」,KUKA 的 Robert Korte 解釋道。協作機器人不僅可以在幾分鐘內準備就緒,而且也能夠快速適應新挑戰。Fest 眼中的巨大優勢:「我們公司裡沒有工程師,所以簡單的整合過程就更為重要。」

LBR iisy 使用新的作業系統 iiQKA.OS,因此安裝、組態和程式設計都很容易。

KUKA 銷售工程師 Robert Korte

協作機器人仔細檢查資料矩陣

資料矩陣現在由配備兩組攝影機的協作機器人負責檢驗。一個裝有 200 個塑膠零件的托盤被推到配備兩組 Keyence 攝影機的 LBR iisy 下方。「在第一個步驟中,會先隨機檢查 20 個零件的編碼品質」,領班 Tim Hertz 解釋道,「如果一切都沒問題,協作機器人會再次在托盤上移動,檢查是否 200 個零件全數都在,以及是否所有編碼都清晰可讀。」一組裝有專用軟體的攝影機進行品質檢查,另一組則負責評估完整性。如果出現問題,即編碼品質不佳或不完整,機器人會停下來並指出有問題的匯流排連接器。工作人員便可以更換瑕疵零件,之後機器人再次檢驗托盤,並在確認無問題後批准托盤放行。這樣的人機協作確保了最大的安全性和效率。

輕鬆高效的人機協作:LBR iisy 可以快速可靠地掃描編碼。圖片:KUKA 集團

加快流程、減少員工工作量並保護客戶

Tim Hertz 說,在過去,這種類型的資料矩陣品質管理過程要複雜得多。赫茲解釋:「在檢查完整性時,我們必須單獨掃描每一個零件。」為此,必須有一位員工將組件從托盤中取出,掃描完後再放回去。如今,有了 LBR iisy 的協助,檢驗過程和品質管理都變得更快、更精確。根據 Bastian Fest 的說法,自動化公司客戶明確表示需要一個自動化解決方案。因為若在公司本身的控制單元中安裝不完善的匯流排連接器,可能會因此付出高昂的代價。Bastian Fest 表示:「匯流排連接器是控制單元上的第一個元件。它被焊接或用螺絲鎖在電路板上,然後整個控制單元都安裝在上面。如果這時資料矩陣品質差,什麼時候才會注意到?只有出貨的時候!」這時損失就高了。

LBR iisy 盡可能協助 FMO Surface 公司。圖片:KUKA 集團

這個產品當然帶給我很高的靈活度。無論我在前面安裝吸盤、抓手還是攝影機,對機器人來說都無所謂,但是我可以覆蓋整個應用範圍。

Bastian Fest,FMO Surface 總經理

全能的協作機器人

在現今的塑膠工業裡,人與機器人在許多任務中,例如生產或精加工等等,都可以安全合作。LBR iisy 不僅能夠很容易地整合到現有流程中,針對新任務重新程式設計時也一樣簡單。無論是替機器上下料、所有揀放作業、包裝還是各種搬運任務,LBR iisy 都能輕鬆勝任。「此外,由於 LBR iisy 採用內建式的電纜佈線和能源供應,因此可以快速輕鬆地更換模具」,Robert Korte 補充道。若公司新增應用,也隨時可以從 KUKA Marketplace 購買其他附件,為協作機器人擴展裝備。Bastian Fest 眼中的最大優點:「這個產品當然帶給我很高的靈活度。無論我在前面安裝吸盤、抓手還是攝影機,對機器人來說都無所謂,但是我可以覆蓋整個應用範圍。

在幾乎每個產業裡,協作機器人都可以減輕員工的負擔。在 LBR iiwa 之後,KUKA 又推出了 LBR iisy,各產業對目前的三種機型都高度關注。圖片:KUKA 集團

安全人機協作

總經理 Fest 也強調,FMO Surface 的員工立即熱烈歡迎這位新同事,完全不害怕接觸。Robert Korte 解釋說:「歸功於各種安全功能,機器人可以在工作空間裡與人類一起工作。」LBR iisy 的所有六根軸上都配備了靈敏的關節扭矩感測器,即使是最輕微的觸碰,都會做出反應,碰撞保護措施已通過認證。這使得它成為生產過程中最靈活的助手。Bastian Fest 已經在計劃為其他製程實施自動化。他指出,在不久的將來,協作機器人也可以在移印製程中提供寶貴的支援。此外,他的願望清單上名列前茅的還有負載能力分別為 11 公斤和 15 公斤的更大型 LBR iisy。

合作無間的團隊:Tim Hertz、全新 LBR iisy、KUKA smartPAD pro、KR C5 micro 小型機器人控制器和 iiQKA 生態系統。圖片:KUKA 集團

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