【引进案例】马扎克 + 协作机器人 24小时连续运行

美德龙公司的产品采用本公司自制零件,本文将介绍美德龙如何运用自家传感器与协作机器人,成功实现24小时连续运转的案例。

如果您正因人手不足而考虑自动化,却又担心成本过高而迟迟无法行动,希望本案例能为您提供参考!

曾经觉得24小时运转简直是天方夜谭……

美德龙以合理价格提供高精度传感器,其秘诀在于大幅提高传感器零部件的自制率,大部分零件均在公司内部加工完成。同时,我们在生产中积极采用自家传感器推进自动化,提升生产效率,并像客户一样将实际使用感受反馈至产品研发部门,用于产品改进。

自动化进程的快速发展还是近几年的事情。
本次我们采访了机械加工部的浦野先生和矢岛先生,请他们讲述美德龙是如何一步步推进自动化的。

本生产线使用马扎克INTEGREX j-200S加工中心制造传感器外壳零件。

センサ、協働ロボット導入前のマシニングセンタ
引进传感器、协作机器人前的加工中心
製造内製化部品
自制零件示意图

(课题)零件自制面临的三大生产难题

过去“只能在白天设法完成加工,晚上只能停机”,机械加工部的矢岛先生如此说道。
原因主要有以下三点:

  • 课题1:材料供给与成品取出均需人工全程值守操作
  • 课题2:工件原点确定等准备工作也依赖人工实施
  • 课题3:钻头折断或加工失误只能依靠人眼发现
手動でのワークセット
工件装夹及加工后取出均为手动操作
デジタルノギスでワークの原点出し
工件原点确定使用数显卡尺进行尺寸测量
加工中折損したツール
加工过程中刀具折损也只能靠人工监视发现
不良部品に悩む工作機械オペレーター
曾因未能及时检测到刀具折损,导致大量不良品产生

(解决方案)实现24小时运转的自动化方案是什么?

自动化①利用接触式测头与对刀仪,实现准备工作与折损检测的自动化

然而,某一天现场迎来了转机。首先引进的是对刀仪和接触式测头。
“多亏了接触式测头,以往每次都要用千分尺测量的工作,现在可在机内自动完成。”
不仅消除了人工测量的误差和温度变化的影响,准备时间也大幅缩短。

また特に大きかったのは折れたツールを自動で検知できるツールセッタの効果です。
「以前は加工途中にツールが折れ、不良品が量産されていたことがありました。でも今は、一定のタイミングでツールセッタでツールを計測し折損を検知したらすぐに機械が止まります」。不良品の山ができていた頃とは大違いです。

無線式タッチプローブでのワーク原点出し
通过无线接触式测头自动完成工件原点确定
ツールセッタでのツール摩耗や欠損を監視
利用对刀仪监视刀具磨损与缺损
通过无线通信,由接收器将测头的测量信号传送给机床
マシニングセンタのモニターに表示されたプローブ、ツールセッタの計測データ
基于测头与对刀仪的测量数据,自动修正加工

自动化②进一步引进协作机器人,实现完全无人的夜间运转

另一方面,在引进测头和对刀仪后,工件装夹与成品取出仍需人工操作。
为实现更高的生产效率,公司决定引进协作机器人。
由此,从工件供给到成品取出全部由机器人替代人工,真正实现了完全无人的夜间运转。

マザックINTEGREX j-200Sのマシニング センタに導入した協働ロボット
在马扎克INTEGREX j-200S加工中心上引进的协作机器人

“起初以为协作机器人的操作会很复杂,但实际引进的机型可通过平板操作,动作指令也只需选择图标即可。一周内就能熟练使用了。”

除了设定简单外,即使误设操作指令,协作机器人也能感知接触并减弱冲击、柔和停止,这种安全设计也成为最终决策的关键因素。如今,员工可以安心地与机器人在同一空间内作业。

協働ロボットを導入したマシニング センタ
加工後の内製化部品例
加工后的自制零件示例
協働ロボットを操作するタッチパネル
协作机器人的操作指令仅需在触摸屏上选择图标即可下达

(引进效果)实现24小时运转,生产效率提升10倍。交货期带来的精神压力也大幅减轻

引进对刀仪、接触式测头、协作机器人后,取得了以下成效:

最大成效:通过实现24小时运转,生产效率提升10倍!!

此外,除生产效率外,还带来诸多其他效益:

  • 通过接触式测头实现准备工作与测量的自动化
  • 通过刀尖传感器即时检测刀具折损,防止不良品流出
  • 通过协作机器人实现原材料供给与成品取出的无人化
  • 准备时间缩短至原来的1/5,作业人员的精神负担也显著减轻

“再也不用加班到深夜了!”通过自动化实现生产效率提升与现场安心作业

“以前一个月只能生产10个的产品,如今已能量产100个。”
生产效率按简单计算达到10倍。过去只能在白天生产,如今夜间也完全转化为生产时间,成为大幅提升产能的关键因素。

“以前经常遇到交期紧张的情况,不得不加班到深夜,等加工结束才能回家。现在可以安心下班了。员工精神压力的减轻,也是引进的重要成效之一。

此外,利用自动化节省出的时间,还能将原本外包的零件转为自制。”

现场负责人浦野先生表示:“节省下来的人力,进一步助力了成本降低与交期缩短。”

メトロール機械加工部 浦野さん
美德龙机械加工部 浦野先生

对认为“引进成本太高,难以实现”的人进言

如果能回到5年前,我会告诉自己“应该早点引进”

的确,自动化需要投入成本。
但矢岛先生强调:“维持手动操作,也可能带来无法挽回的损失。”

“仅引进车床用对刀仪和接触式测头,准备工作就会变得轻松许多。
若再加入协作机器人,整个夜间时间都能用于生产。

如果只需数百万日元的设备投资就能获得10倍的生产效率,我认为非常划算。”

“如果能回到5年前,我一定会告诉自己:‘应该早点引进’。”

メトロール機械加工部 矢島さん
美德龙机械加工部 矢島先生

自动化并非仅适用于大批量生产的现场。

即使是小批量多品种加工,即使每台机器的工件都不同,也能构建夜间持续运转的机制。
这正是因为有了车床用对刀仪和接触式测头才得以实现。

即使每个工件各不相同,接触式测头也能自动完成工件原点确定,实现针对不同工件的高精度自动化加工。同时,一旦刀具折损,对刀仪也会立即检测到,防止大量不良品产生。

如今已不再是“没有人在,机器就无法运转”的时代。传感器与机器人将成为您的“得力伙伴”,
如有任何困扰,欢迎随时咨询。

ワークの原点出しや測定を自動化する無線式タッチプローブ
无线接触式测头:可进行工件原点确定及测量
ツールやバイトの摩耗・チッピング検知を自動化するツールセッタ
对刀仪:可检测刀具及车刀的磨损与崩刃

以上为我司传感器与协作机器人的引进报告。
若能对您有所参考,我们将深感荣幸。

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