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有一種系統(tǒng)，能自動地在工件和夾具之間替換，使得由機器人裝載的立式加工中心能快速地重新配置，以投入新的運作或修改的運作。在這個系統(tǒng)，機器人還可以無人值守運行的情況下更換工件。由于有了無人值守的額外產(chǎn)能，開發(fā)此系統(tǒng)的摩托車零件制造商終于改變了在最繁忙的時候不能及時發(fā)貨的狀況。
圖1 該系統(tǒng)中的機器人不僅加載和卸載工件，還更換軟爪工具，在貨架頂部可見到各種臺鉗爪套件 愛達荷州售后越野摩托離合器組件制造商Rekluse，其大部分訂單主要都出在冬季的幾個月。每年二月份，訂單量一般是剛過去的八月份的兩倍。為什么呢?因為在冬季，越野摩托車愛好者都在想著進行改裝。因此，Rekluse必須應(yīng)對這種每年對產(chǎn)品需求的大幅度起落。 解決高峰需求問題似乎是顯而易見的。那為什么不把全年的零部件都做出來，存在庫房里應(yīng)付過冬的需求呢?公司的老板兼創(chuàng)始人Albert Youngwerth解釋說，這解決方案是行不通的，因為有太多不同的零件號，公司不可能預(yù)測到哪些產(chǎn)品可能會有更高需求。有一款特殊的離合器出現(xiàn)在名人摩托車越野賽車手的雜志簡介上，那是一種促銷活動。此外，每年都會推出新型的摩托車，這意味著Rekluse必須設(shè)計和引進新的零件編號，以適應(yīng)新的車型。所以，根本無法做到“未雨綢繆”。 多年來，公司對需求變化的反應(yīng)很不理想，以至于舉步維艱。一個是臨時工問題。每年中有幾個月要雇6~8名臨時工來加盟有10~12名全職員工的制造團隊。由于這些臨時工缺乏加工技術(shù)經(jīng)驗，對公司的業(yè)務(wù)和流程又了解不深，通常不能做好全職員工所能做的事情，Youngwerth先生說。但更成問題的是公司應(yīng)對訂貨高峰的其他問題：總是不能及時做出反應(yīng)。每年，Rekluse都會因為推遲發(fā)貨而讓一些客戶失望。 Youngwerth先生說，他知道答案就是自動化。如果他的工廠可以用自動化設(shè)備而不是額外的工作人員來滿足需求高峰，那么或許有能力在低谷的月份中少用或不用這些設(shè)備。這樣做顯然可以降低人工成本，他說。然而，當(dāng)他聯(lián)系一家制造系統(tǒng)集成商為公司的一種零件家族策劃機器人裝載加工工藝時，他覺得價碼太高了，公司不可能為所有其他零件實施相同類型的解決方案。另外，當(dāng)該工藝的策劃完成時，該工藝卻已經(jīng)過時。由于產(chǎn)品改進以及摩托車新車型的修改，該家族零件的設(shè)計已經(jīng)大大改變，以至于不可能再應(yīng)用到自動化系統(tǒng)上而無需昂貴的策劃。對于Rekluse來說，機械加工機器人自動化的問題，是典型的機器人解決方案所固有的和專有的特性。 他和公司其他團隊的成員尋找解決這個問題的方法。他們問自己是否有不同的方法，一種用于機械加工的機器人的更加柔性的方法，是否能像在加工中心上更換虎鉗爪那樣容易地更換機器人工藝裝備?事實上，可不可以讓機器人用臺鉗爪來抓取? 尋求答案 用機器人為加工中心裝載和卸載工件和夾具這一想法現(xiàn)在已經(jīng)成為Rekluse轉(zhuǎn)換工藝的“種子”。如今，廠里七臺不同的加工中心都用機器人裝載工件和夾具。在許多情況下，機器人在無人值守運行中更換任務(wù)，作為此運行計劃中的一部分，只需切換到不同的夾具。 Youngwerth先生現(xiàn)兼任VersaBuilt的總裁。這個公司是他建立的，旨在把這種柔性機器人系統(tǒng)推廣到其他機械加工廠。Pro Moto Billet是VersaBuilt的第一個客戶，該公司為立式加工中心購置了機器人系統(tǒng)，而不是新型的臥式加工中心。該公司正在考慮逐步淘汰臥式加工，因為在Rekluse的生產(chǎn)率結(jié)果表明，在立式加工中心上由機器人更換夾具實現(xiàn)的周期時間約為90%，這比Pro Moto使用更換托盤的臥式加工中心上通常所實現(xiàn)的還要好些。 但是，比生產(chǎn)率更顯著的是對生產(chǎn)率的影響。今年，Rekluse只雇了2名臨時工，而不是6~8名。Youngwerth先生說，今年公司實現(xiàn)了令人欣慰的生產(chǎn)里程碑。兩個冬天前，當(dāng)公司只有一臺由機器人裝載的立式加工中心時，它的發(fā)貨仍然推遲了8周�，F(xiàn)在，有了7臺機器人進給的機器。他說，在這個剛過去的冬天， Rekluse順利度過了旺季，沒有落后。 軟爪 當(dāng)Youngwerth談到機器人看護機床系統(tǒng)往往十分“專業(yè)”時，說了不少使它做到“專業(yè)”的東西，就是“臂端工裝”。機床需要特定的夾具固定某些特定工件，機器人也需要抓手來夾住這些工件，要求是相同的。在由Rekluse開發(fā)、現(xiàn)由VersaBuilt銷售的機器人系統(tǒng)里，其靈活性來自一個事實，即工件的夾具和抓手是一樣的�！败涀Α薄簿褪钦f，把臺鉗爪加工成能與工件匹配——是用氣動或液壓的方式固定工件進入到機床工作區(qū)域的，而這些相同的“爪”也用氣動或液壓的方式固定在機器人的臂端。機器人每次拉出成品件時，實際上是拉出軟爪，因為機器人用這些爪來搬運成品，并從附近的貨架拿起下一件。當(dāng)該系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到另一個不同的零件號時，它可以把這些軟爪留在同一貨架內(nèi)，并到貨架上的另一個點取另一組爪，執(zhí)行下一個作業(yè)。
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