集萃智造协作机器人创新实践一览

当代中国正在经历历史上最为宏大而独特的实践创新,许多课题进入到世界一流水平,世界百年未有之大变局下,对各行业领域都提出了大量亟待回答的理论和实践课题。

机器人作为一个能覆盖到社会各领域的重点行业,同样面临了更多创新挑战。

但对任何一家企业而言,保持创新力都并非易事。

在市场角逐的商海战场中,企业稳定发展任务之重、矛盾风险挑战之多、管理考验之大都前所未有。

更遑论企业创新能力是一种综合创新能力,一家企业的创新很难再是一两个研发人员的灵感一现。当下的企业的科技创新能力往往表现在几个地方,包括科研人员的专业知识水平、知识结构、研发经验、研发经历、科研设备、经济实力、创新精神等七个主要因素。

具有综合且持续创新能力的企业,才能驶入持续更大的市场蓝海。

那么如何秉承创新精神,这必然是值得许多企业思考的问题。

集萃智造的创新方法具有一定典型性。

集萃智造的创新观念从上而下贯穿着全公司,形成了横向和纵向的开放式创新体系。本文摘取了7个集萃智造的应用案例,贯穿工业、生活、服务、医疗、娱乐、教育等多领域,这些领域的创新实践,或许是集萃智造创新力的最好体现。

▍工业领域创新实践痛点难点多

工业领域有很多,除了码垛搬运等基础工艺外,许多行业对于工艺的创新都提出了更深层次的要求。

这和行业的发展情况以及痛点息息相关。在许多行业的工厂中,原本并没有规划机器人这类生产工具,因此机器人需求爆发后,企业创新需要的往往不只是满足需求,还在于现场研发人员和市场人员,能根据实际情况,通过产品结合行业知识、经验,才能更深入解决行业难题。

例如有企业五金工具车间自动化的装配环节,使用机器人的主要应用难点在于如何在复杂且较小的工位环境中实现高效装配和人机协同。

而在例如计量检测行业的一些企业,主要难点则在细长孔放料、导线自由延展以及远程控制。

在例如新材料行业的一些企业,主要应用难点则集中在如何实现多规格物料夹取和高速上下料。

在另外一些类似电子产品的柔性生产线上,则面临高度个性化定制产品的规模化生产与传统的刚性、大批量制造模式之间的矛盾。

在这些工业领域,集萃通过应用创新,找到了恰当的协作机器人进入方法。

▍创新要与实践结合

对企业而言,创新是思想之母,实践是理论之源。

定下了“做一家有技术含量、可以不断创新、为国家为民族能做点事的企业”的创业愿景后,集萃智造的董事长骆敏舟在实践中发现,理论创新需要勇于结合新的实践不断推进,善于用新的理论指导新的实践,才能展现出更强大、更有说服力的产品力。

01 五金工具行业:螺丝锁付应用创新案例

目前,集萃智造使用协作机器人和专用工装对轮胎进行螺丝锁付作业,实现了五金工具车间自动化的装配。

先看视频:

具体来看,由于考虑到了客户对负载和空间上的需求,这套解决方案选用的是拥有5kg负载、900mm臂展的IIMT-CR-05型号与人共融协作机器人,搭载自动锁附系统完成。

该机器人创新具有强目的导向,创新性地结合了协作机器人特性与工位的实际情况,保证了在安全性上、在装配质量上和在装配效率上的创新融合。

由于集萃智造这款“IIMT-CR-05机器人”拥有5档碰撞检测功能,能充分发挥协作机器人与人共融的安全特性,同时,这款协作机器人的精度可以达到±0.03mm,误差控制在可控范围内,既可以满足自动模式下产品外观品质的要求,又避免了人为操作失误造成的产品瑕疵,机器人的效率更是大幅度超过熟练工速度,持续作业时长可达16小时。

02 计量检测行业:物料夹取创新案例

在计量检测这个领域,根据计量检测行业的使用要求,集萃智造找准了热电偶的自动检定和自动上下料场景,内部组织了技术和产品研发部门共同开发解决方案,创新性地采用单元模块化设计打造了协作机器人自动检测专用设备。

模块化设计带来的优势不仅在于可以让企业可根据需要进行复制,也实现了效率翻倍。

集萃智造协作机器人创新实践一览

据了解,这套解决方案选用最大10kg负载,1300mm臂展,精度可以达到±0.05mm的IIMT-CR-10型号协作机器人,搭载集萃智造自主开发的物联网系统,使用软性材质气爪对热电偶进行夹取。

从视频中可以看到,创新性地优化程序后,不仅有效地避免了狭小空间的干涉,确保在臂展极限状态下仍能准确地将检具放置在指定位置。还创新性地采用了自主设计的轨道及导线,避免了导线自由延展产生的相互干涉问题,让整体工艺流程更为顺畅。

值得一提的是,为保障长时间远程控制的时效性和准确性,集萃智造的研发设计人员,在每个位置还均采用了多重判定信号实现交叉检测,让检测效率更高同时更加准确。

从结果上来看,在劳动密集的装配应用场景中,不仅对装配效率、装配质量、安全性等方面提出了较高的要求,协作机器人通过精准定位实现高效的螺丝锁付,具有极强的生产柔性与极高的生产效率,使得生产成本降低的同时大幅提高了产能。

据了解,某工厂五金工具行业螺丝锁付应用项目实施后,工序产能提高至日产3000件,产品合格率达95%。

而企业采用协作机器人进行流程化作业,不仅使得检测系统可以自动进行原始数据记录和数据分析,更好与检定中心系统进行数据对接实现数字化检测作业。高温物品人工搬运危险系数大,使用协作机器人也解放劳动力,改善工人劳动条件,提高了检测效率。

▍创新是继承后的发展

创新要擅长于在继承优势的基础上借助新技术实现整合,这意味着不仅需要考虑到环境的特殊性,还需要考虑效率等因素。

03 新材料行业:上下料和自主检测创新案例

在陶瓷膜行业,集萃智造发现传统的检测作业方式依靠人工完成产品上料、检测,再依靠人工将待检物放置于相应区域。单日产量可控度不高,整体作业效率低下。

集萃智造协作机器人创新实践一览

集萃智造通过采用IIMT-CR-10型号协作机器人与检测设备配合,机器人通过接收MES系统的作业指令抓取陶瓷膜,在检测设备与倍速链平台间实现运转动作,完成上下料和自主检测。

在环境适应性上,该款机器人对工作环境要求低,可持续作业,简易的协作机器人入门操作更是解决了长久以来需要指定人员操作指定机器的问题,部署轻便灵活。

04 电子产品柔性生产线案例

本项目创亮点则在于AGV上搭载协作机器人,能够在多个生产单元之间运转,实现多生产单元间物料的精准配送。协作机器人在有限的空间内灵活扭转,承担了加工、个性定制、装配包装和交付多个生产工作。

集萃智造打造的这条电子产品柔性生产线,综合运用工厂数字化技术、信息化技术、自动化技术、工业通信技术等,并与机械加工、产品装配等制造过程相融合,创新性地展现产品与产品线的全生命周期设计思想。

协作机器人配合气爪工装完成陶瓷膜上下料,码垛指令,大幅提高检测效率和准确率,减轻工作人员的工作强度。由于所有数据均接入工厂MES系统,实现了质量数据溯源,创新对企业提供了实实在在的效益和价值。

而智能制造生产示范线在实现产品无人化生产的同时,满足了用户个性化定制、立等可取等多种需求,也大幅降低了企业的仓储和管理等成本。

▍创新要善于制造新需求

社会需求往往是推动科技创新发展的原动力,一旦社会有了某种需求,这种需求会比十所大学更能推动科技的发展,但如何许多企业困于找到这些需求。

集萃智造通过大量创新探索发现,其实一种产品更多是会自己创造出需求,而这种需求也推动了机器人研究的高速创新发展。

目前,除了在传统工业场景,集萃智造推出各种型号的机器人后,很多场景的企业都与集萃智造合作,开发出了许多创新应用案例。

例如为了结合市场需求,定点培养学生理论和实际操作能力,集萃智造结合学校的机器人研发和学习需求,定制开发了焊接机器人实训工作站。

该实训工作站使用协作机器人来进行焊接教学,协作机器人编程界面友好,易于上手,定位精度高,且带有碰撞检测功能,能够最大程度保证学生的安全。机器人末端执行器为气体保护焊枪,其应用广泛、技术成熟,配套软件可实时调节焊接电流电压,通过IO控制和焊机通信保证焊接质量。

又例如人才人事档案文件数量多,人工采集效率低,档案扫描工作耗时耗人。同时档案资料长期挤压导致粘连,存在档案种类多,单面、双面、成册文档堆叠,档案纸张厚度不一致等难点。

要在规定的时间内完成几十万份的人事档案扫描,急需利用高效设备进行自动信息采集。集萃智造结合档案室的这类需求,选用协作机器人将档案文件自动搬运至影像采集机进行影像采集,并自主开发管理系统实现了文档自动归档。

可以看到,该方案集萃智造利用协作机器人具有体积小,应用简单和人机协同的优势,末端配备真空吸附系统及距离检测传感器,实现档案纸分离及吸附翻页。

同时,集萃智造还采用自动顶升机构实现档案的自动顶升,创新性地采用自动扫描方式对纸张的类型进行分类,便于系统识别,从而保证协作机器人每次取纸处于同一高度。

不仅如此,通过利用机器人多自由度的特点优势,该解决方案能完成成册档案的翻页动作,通过采用高拍仪对档案进行影像采集,以及通过自主开发的信息管理系统上传至服务器,能实现档案影像的自动归档。

又例如在新零售的多个场景下,集萃智造结合机器人的需求,开发出的双臂咖啡拉花机器人可根据客户指定口味进行咖啡制作,替代现有的咖啡师+咖啡吧台的复杂形态,实现咖啡饮品的无人制作。

以协作机器人和全自动咖啡机为主体,搭载机器人咖啡拉花智能化系统,连接各种配套的自动化硬件,实现智能的咖啡拉花等咖啡饮品制作,完成从咖啡杯识别、咖啡制作、咖啡拉花、出品、咖啡机及拉花杯清洗的全流程自动化。

值得一提的是,咖啡机器人可轻松嵌入各种场地,灵活批量部署,同时制作出专业咖啡师级的拉花作品,丰富的咖啡饮品种类,运维管理省心,设备数据一键交互,使其广泛应用成为可能。

▍结语与展望

当前新一轮科技革命和产业变革加速演进,我国已转向高质量发展阶段,2021年,我国全社会研发投入达到2.79万亿元,同比增长14.2%,研发投入强度达到了2.44%,国家创新能力综合排名上升至世界第12位,成功实现“十四五”良好开局。

机器人作为新兴技术的重要载体和现代产业的关键装备,需要更大的创新力度,引领产业数字化发展、智能化升级。凭借柔顺性好、灵活度高、操作简便的特征,协作机器人能够根据需求在诸多领域灵活部署以实现预期功能,不断孕育新产业、新模式、新业态。

现如今协作机器人在方方面面获得了广泛应用,不仅成为工厂规模化生产中一道独特的风景线,更是在生活、服务、医疗、娱乐、教育等多领域大放异彩。

通过创新,集萃智造在工业场景中开拓着一个个应用案例,让不可能成为可能。

通过创新,集萃智造打开了学校市场,让学生通过实践实现了职业技能的提升,可获得更多的就业机会。

通过创新,集萃智造实现了档案文件影像的自动采集和归类,提高了档案数据采集效率,减少了用工的同时降低了人工的劳动强度。

通过创新,协作机器人保证了咖啡出品的稳定性,以创新科技带动门店智能化发展,实现能效和人效双提升。

我们通过以上集萃智造的经典案例不难看出,协作机器人是可以安全与人进行直接交互的机器人,拓展了机器人功能中“人”的属性,其灵活性使得协作机器人能出色地融入不同定制化场景,实现效率最大化。

随着人工智能产业发展成熟,“人机协作”将持续推动生产水平提高、生活品质提升,有力促进经济社会可持续发展。在此过程中,集萃智造正在保持着创新理念,深度挖掘客户需求,根据行业经验,精准挖掘企业痛点,并以创新举措提供着更专业的应用解决方案,为建设现代化经济体系、构筑美好生活新图景,提供强力的技术支撑,推动我国产业升级,加快实现高质量发展。

来源:机器人大讲堂

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