丹麦优傲机器人公司(Universal Robots,以下简称为UR)是首家提出人机写作机器人理念的公司,也是目前全球协作机器人销售量排名第一的公司。UR协作机器人在许多知名汽车企业生产线上有成功的应用案例,日产汽车横滨工厂是其中一家。
一直以来,日本汽车行业以严格的标准和完备的体系著称,注重精益生产和持续改进,在遴选协作机器人时也有全面的评估。
作为世界上最知名的汽车品牌之一,日产汽车公司面临着两大难题:劳动力老龄化和重要技能丧失;节拍超时。
当前,日本面临着少子化和老龄化的双重挑战导致劳动力短缺问题严重。这是个社会现实,不止是对汽车行业,整个制造业都有影响。日产汽车横滨工厂需要自动化的生产流程以应对这一困境。
此外, 工厂在“节拍时间”的水平(与特定流程的周期时间有关)上也遇到了难题。此时间如果超出限制,工人必须换班,这意味着增加劳动力和人员成本。
在发动机装配流程的进气管安装阶段,工厂遇到了这样的问题:工人的配置会根据产量变化进行调整,但每次调整的时长是不同的,这就导致有的工位间隔时间超出额定的时间界限,成为生产线上的瓶颈。因此,日产汽车决定尝试引入机器人,希望通过新的生产方式解决节拍时间超时的问题。
由于工人所在的位置在传送带的对面,因此工厂希望与之配合的机器人不需要安全围栏,协作机器人无疑是最佳之选。为了测试人机合作可以达到什么程度,日产汽车横滨工厂从一开始就使用了UR协作机器人。机器人需要运送进气管自重约为4公斤进气管,加上进气管手柄总重量约为6公斤,因此要求机器人必须能够承受这样的负载。在比较了其它机器人品牌之后,日产汽车选择使用UR10协作机器人。
日产汽车与集成商Kantum Electronics合作,快速学习了UR10协作机器人的性能和使用方法,进行快速安装。除了用于部件搬运之外,日产汽车在另外一条产线上,为协作机器人手臂安装了螺帽扳手,用于拧开NAD CAM螺栓。
工厂发动机部门专家负责人中村先生指出:“在选择机器人之前,我们与其他公司的机器人进行了对比,最后选择了UR10,因为它在单个机器人的成本及承重能力方面具有很大的优势。UR10能够用脚轮移动也是一项很大的优势。安装进气歧管时,在我们关注的其他产品中,只有 UR10 的有效载荷为 10公斤。”
由于UR10不需要安全围栏,因此工厂在使用的过程中可以灵活地设置工位,放心地让机器人与工人协同作业。这对于现有的产线布局也不会造成太大的变化,为项目的测试和开展节省了许多时间。日产汽车也因此考虑在未来将人机协作机器人投入到更广泛的应用中去。
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