人機協(xié)作的智能化單元生產(chǎn)線

隨著市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，消費者的需求越來越趨于多樣化，追求有別于他人（高級的、獨特的、流行的）商品。新產(chǎn)品層出不窮，企業(yè)為了擴大市場占有率，必須適應市場的這種變化。因此，企業(yè)產(chǎn)品的多樣化（也就是我們常說的多品種小批量的生產(chǎn)模式）就成了一種必然趨勢。

為了應對這種新興的生產(chǎn)模式，歐姆龍提出「interactive 新型人機協(xié)作」，通過人與機械互相感知狀況，在同一個生產(chǎn)現(xiàn)場通過互補、協(xié)助，實現(xiàn)超柔性生產(chǎn)。

2年前，從柔性搬運的自動化開始了人與機械的協(xié)作。在這兩年間，我們確立了移動操縱機器人（Mobile manipulation）技術，從搬運，部品的抓取、供給、到組裝，人與機械的協(xié)調作業(yè)范圍變得越來越廣。

如今，在這些技術之上，我們還加入了可追溯、檢測非標作業(yè)的系統(tǒng)。實現(xiàn)了裝置與人相融合，共同生產(chǎn)的，柔性且智能化的單元生產(chǎn)線。在歐姆龍草津工廠，人擅長的作業(yè)與機械擅長的作業(yè)有明確的分工，把多品種小批量生產(chǎn)的效率提高了200%以上。

在本屆中國國際工業(yè)博覽會（下稱“工博會”）歐姆龍展臺上，我們也將這套「人機協(xié)作的智能化單元生產(chǎn)線」帶到了現(xiàn)場，下面就為大家詳細拆解其中的各個展示部分以及核心價值。

1、人機協(xié)作的智能化單元生產(chǎn)線

「人機協(xié)作的智能化單元生產(chǎn)線」是一套融合了AI、IoT、移動操縱機器人（MoMA）、協(xié)作機器人等歐姆龍獨有的先進技術，基于大數(shù)據(jù)分析，實際運用在歐姆龍自社工廠的近未來生產(chǎn)管理系統(tǒng)。

部品搬運自動化

First Step：

整合了移動機器人和協(xié)作機器人的“移動操縱機器人（MoMA）” 使部品架與作業(yè)工序之間的部品搬運完全實現(xiàn)自動化，

-- 移動至部品架--

-- 抓取料盒--

Second Step：

“移動操縱機器人（MoMA）”內置圖像識別系統(tǒng)，能夠準確拾取料盒，并將其快速地搬送至下一道工序。

-- 視覺識別抓取料盒--

-- 搬送至后道工序--

-- 運送物料--

人機協(xié)作

組裝和檢測工序的作業(yè)則由人與協(xié)作機器人分擔完成， 同時確保安全的社交距離， 提供安心的生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境。

-- 由人工負責第一道擰螺絲工序 --

-- 機器人將物料搬運至第二道工序--

-- 機器人進行第二道擰螺絲工序--

-- 完成后搬送至打標工序--

機器人之間的協(xié)作

打標、外觀檢查、下料與搬送，全部由協(xié)作機器人與移動操縱機器人（MoMA）之間配合完成，實現(xiàn)高度自動化生產(chǎn)。

-- 將打標完成的物料取出--

-- 送至傳感器進行外觀檢測--

-- 良品確認后完成裝盒--

-- 移動機器人無縫取走料盒--

-- 再搬運至貨架上--

通過智能化革新IE流程

通過5個色塊分別顯示5道工序的作業(yè)狀態(tài)，監(jiān)測作業(yè)人員的移動以及每道工序的停留時間，來判斷作業(yè)是否正確，是否有待機時間等。

通過每道工序的加工時間、生產(chǎn)數(shù)量和累計完成數(shù)量、每道工序加工時間的差異可視化管理，誰都能一眼就看出作業(yè)偏差等問題，非熟練IE改善師也可以自行進行改善工作。

生產(chǎn)線的信息化不僅僅可以使人工作業(yè)和動作可視化， 也有助于解決生產(chǎn)現(xiàn)場的人員課題（例如， 培訓工人熟練掌握技能等）。

2、設備·Robot·安全·圖像的統(tǒng)合控制

當前的制造業(yè)，由于新冠疫情的影響，以往生產(chǎn)勞動力資源匱乏的社會問題變得更加嚴重。與迄今為止一直致力于降低成本的自動化不同，如今需要從保護員工人身安全角度出發(fā)，盡可能減少生產(chǎn)對人工的依賴性，所以對機器人導入這樣的省人化需求將不斷高漲。

▲ 但是，在導入機器人的過程中，大家是不是碰到過如下這些課題：

1、自動化生產(chǎn)很難做到像手工作業(yè)那么靈活

2、生產(chǎn)性的提高，需要通過設備與設備間的協(xié)調最優(yōu)化。

3、經(jīng)常在導入機器人后才發(fā)現(xiàn)問題，能夠最優(yōu)化工程設計的人才非常稀缺

4、以及如今“后疫情“時代背景下，為防止傳染而限制人員流動、保持安全的社交距離這類對新型生產(chǎn)方式的需求

統(tǒng)合控制，完美同步

實現(xiàn)高端手工作業(yè)的自動化和提高機械產(chǎn)能的關鍵在于把，以往零散的input設備，邏輯控制器，output，機器人和安全，統(tǒng)合起來由一個控制器進行控制。我們把這個叫做“控制的統(tǒng)合”。

-- 由SCARA搬送料盤--

-- 將料盤上的工件Pick&Place--

-- 通過同步控制圖像傳感器--

-- 對工件進行分揀--

-- 將分揀完成的工件裝入料盤--

-- 再將料盤搬送至部品架--

當中涉及到的機器人（SCARA）、圖像（圖像傳感器）、安全（安全門開關）、設備（傳送皮帶等）全部通過一個控制器來進行統(tǒng)合控制，這樣包括機器人在內的所有設備都可以完美同步和高度自動化，不會出現(xiàn)任何輕微的時間或速度的偏差。

構建過程的統(tǒng)合，實現(xiàn)遠程模擬

之所以能實現(xiàn)了Engineering Chain的革新和虛擬生產(chǎn)制作，是因為我們通過一個軟件來“構建過程的統(tǒng)合”。

這個價值主要是針對集成商、設備制作商、生產(chǎn)技術工程師等自動化設備構建方的。把生產(chǎn)設備構成中必需要的眾多的控制器用一個軟件進行統(tǒng)合，簡單就可以實現(xiàn)控制器和機器人的完美磨合。

甚至，將CAD數(shù)據(jù)導入到這個軟件中進行模擬，可以在同一個軟件中獲得包括機器人在內的設備信息。通過對前后工序段的仿真，讓導入前的工程設計等的事前驗證成為可能，使EngineeringChain的工時削減50%。

通過活用工程模擬，以往不導入上線制作便不了解的情況，現(xiàn)在事前就可以估算出所有設備的效率、消除問題點、無需設計返工，讓預測到未來的設備設計成為可能。無需停止設備，也可以離線驗證和安排緊急的品種追加和工程追加。

這樣的話，像以往我們只有在現(xiàn)場才能確認的設備設計、生產(chǎn)設備稼動的模擬、以及狀態(tài)監(jiān)測，都可以在虛擬空間進行再現(xiàn)，讓遠距離生產(chǎn)制造成為可能。

工博會僅剩最后一天，希望大家能夠抓緊最后的時間，親臨現(xiàn)場感受歐姆龍基于工業(yè)自動化事業(yè)的價值創(chuàng)造理念“i-Automation！”實現(xiàn)的制造革新的現(xiàn)在以及未來。

原文標題：「interactive 新型人機協(xié)作」人類與機械優(yōu)勢互補，實現(xiàn)共同作業(yè)的超柔性生產(chǎn)

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責任編輯：haq