Allied Moulded Products Inc.

01 短篇案例

Allied Molded是一家生产非金属电箱和外壳的全方位成型服务企业。这家公司坐落于美国俄亥俄州，他们想让一种重要的料箱拣选应用实现自动化运转。面对劳动力短缺的困境，他们选择了优傲机器人的新型ActiNav系统。新系统投入使用后，Allied Molded的加班费支出明显下降，员工们的工作内容更符合人体工程学原则，并且生产工艺的一致性也进一步提高了。

02 挑战

由于俄亥俄州劳动力短缺，许多制造业公司都面临“招工难”的问题，Allied也不例外。不仅如此，现有的料箱拣选任务重复性高，不符合人体工程学原理，因此公司希望尽快淘汰掉人工拣选作业，为员工打造更安全的工作环境。制造支持部门经理Tom Carlisle认为提升产品质量也是探索自动化运作的一项初衷，他解释说：“重复性工作更容易实现自动化运作。装卸机器的作业程序更加标准，所以产品质量也更好把控。”

制造工程师技术员Nate Gilbert认为人工拣选料箱的结果一致性较低，他补充道：“体力活干久了，人肯定会疲惫，到快下班的时候生产效率就下降了；而机器人就不一样了，它们的产量总是一个固定值。”

新冠疫情出现后，体力劳动的风险又增加了一分。Carlisle表示：“因为从事体力劳动有感染风险，即使再敬业的员工也不愿意做这些工作。所以我们得想办法维持生产正常运行。”

Allied首次研究料箱自动拣选技术时，认为“这并不是我们需要的技术”，Gilbert表示：“护栏太占地方了，操作员要想进去得费不少功夫。Allied的空间本来就不宽裕，一开始，我们还在想要不要给机器人周围多设些护栏；后来发现协作机器人工作时并不会影响员工安全，所以我们对这种机器人挺满意的。”

03 解决方案

Allied Moulded附近有一家工厂已经在使用优傲机器人的协作机器人了，Allied到厂了解情况后，便对这种机器人有了兴趣。随后，Allied在一场贸易展上又看到了优傲的身影，展会最终展出了优傲备受赞誉的ActiNav料箱自动拣选套件。这是一款灵活、易用的自动拣选解决方案，可以同步完成视觉处理、无碰撞运动规划和自动实时机器人控制。Gilbert指出，ActiNav对常用于零件定位的振动给料器做了重大改进，他表示：“ActiNav能在有限空间中安全工作，无需设置过多护栏，是我们开发的首个此类系统。我们只需要机器人从料箱中拣选零件，然后把零件放上传送带就行了，ActiNav可以满足我们的需求。”

04 易于编程和部署 

虽然Allied Molded有自动化运行方面的经验，但部署协作机器人则是“一种全新的体验”，维护中心负责人Nathan Wells表示：“这种机器人周围不用设置重重围栏，它工作时我也能在它旁边走来走去，这一点我很满意。而且这种机器人的编程难度很低。你不用输入任何特定数字，什么也不用输；你只要把它移到适当的位置，按下几个按钮，程序就被编辑好了。” Wells认为，向ActiNav传输零件识别数据同样很轻松，他表示：“我们只要把产品的CAD文件加载到ActiNav中，待信息读取完毕后，系统就可以登记从料箱中取出的零件了。加载非常方便，你只要把文件放入U盘，然后把U盘插到控制器上就行了。” 而且料箱示教也非常轻松：“我们只要让机器人触碰料箱的各个部分就行了。触碰几个点后，ActiNav就能学会怎样从料箱中拣选零件。安装好后，我们大概要花一个班次的时间学会编程，之后我们就能独立操作了。”

05 料箱拣选周期

首先，仓库管理员会将一整箱零件卸到装卸箱中。启动后，装卸箱倾斜，将其中的零件倾倒到ActiNav料箱中。然后，ActiNav会拿起零件（在本例中是挤压玻璃纤维电气接线盒外壳），并将其放置在一个狭窄、有轨的传送带上。位置正确很关键，Carlisle解释道：“为便于机器执行二次操作，零件必须按特定顺序放置在机器上。如果零件位置不正确，该零件就会成为不合格品，该零件的人工和材料成本就会白白损失掉。”传送带将零件传到一个带转盘的小型笼式工作单元上，其中包含多个工位。每个工位上，都有一个适用于杯子的制造元件，工位末端有一个输出传送带，可以将成品零件倾倒到一个大型料箱中。Carlisle指出，在这一过程中，ActiNav必须自主做出一些决定：选择哪个零件，如何将其按正确的方向放置，以及如何识别不正确的零件，将它们放在一边，继续完成主要任务。

Gilbert表示，如果料箱里装满了零件，那么ActiNav可以在没有操作员干预的情况下运行一整天：“机器人从料箱中拾取零件的能力给我留下了深刻印象，无论零件朝向哪边，机器人都能将零件正确地放在传送带上。通常情况下，机器人很难完成这种任务。人工作业自然没有问题；换上机器人后，员工不用再直接从事体力劳动，这是机器人的一项重大优势。”

06 无围栏自动化实现人机协作

Carlisle指出，工厂需要在传统机器人的周围设置垫子、围栏和护栏，以免员工意外受伤，但这种自动化的代价是，某些围栏的占地面积能达到“办公室大小”；而协作机器人则不同，员工可以在这种机器人的身边安全工作。他说：“这样你可以更灵活地安装机器人，与机器人互动：发现问题后，你只要直接走过去解决问题就好了，没有那么多前置步骤要处理。而且员工们也更接受这种机器人，它看上去更容易接近些；它周围没什么护栏，就杵在那儿。”

07 龟兔赛跑 

Carlisle说，ActiNav不吃午饭、不抽烟，也不上厕所，而且从不缺勤：这就像龟兔赛跑。ActiNav可以一直工作。它永远都在拣选零件。人工操作的速度可能会更快，但员工需要休息，一旦休息，产品的一致性就会受影响。下班后，ActiNav拣选的零件数即便不比人工拣选的多，也不会少；但机器不会疲劳，手部灵活性也不会下降。”
部署ActiNav后，Allied Molded的操作员可以掌握更高级的技能，成为系统的培训师和导师，为未来的自动化项目提供设计理念。Carlisle表示：“未来，我们会引入更多自动化技术来完成单调、危险的工作，为了实现安全生产，操作员将成为我们宝贵的财富，他们将成为新进员工的培训师。”

08 多才多艺，化身糖果生产线上的露西

 ActiNav成为了多面手，这为Allied Moulded的未来应用创造了许多灵感。回想起电视情景喜剧《我爱露西》中巧克力工厂的名场面，Carlisle打趣道：“想象一下你出现在露西包装巧克力的糖果生产线上，是怎样的画面。” ActiNav今天可以包装糖果，明天可以包装拐杖糖，后天可以包装水果蛋糕。所以你看，它非常灵活。任务完成后，你会想说，‘嗯，看来它能干这个，’然后你转念一想，‘没准儿其他杂七杂八的事它也能干呢。’”

“我们正计划全面启用ActiNav，创造更多价值。” Wells透露，公司将在工厂的多台机器上集成ActiNav，他说：“以后零件肯定能直接到达工作台。机器人会把料箱中的零件直接放上圆桌，圆桌旋转后，零件就能到达工位，这样肯定比用传送带运送零件方便。”