案例研究：川崎机器人弯管增加吞吐量，消除安全风险

机器人机器护理可以提供广泛的好处，无论是符合人体工程学的救济，增加吞吐量，或更精简和有效的过程整体。对美国川崎汽车制造公司（KMM）来说，自动化在所有这些领域都有帮助。

五年前，KMM安装了他们的第一个管道弯曲单元，使用川崎R系列机器人，称为Bender Bot 1，用于全地形车辆(atv)和四轮车架的管道弯曲。自从Bender Bot 1号机器人实施以来，他们已经安装了另一个弯管单元，并将其命名为Bender Bot 2号，他们希望在不久的将来安装第三个Bender Bot单元。

挑战

• 消除管道重载带来的安全风险
• 提高吞吐量较小管道的吞吐量
• 简化弯曲过程
• 设计可靠的焊缝对准工艺
• 创建一个易于程序的系统以适应产品更改

符合人体工程学的挑战

随着时间的推移，KMM的车辆尺寸不断增大，以满足市场的需求。在安装Bender Bot 1之前，该公司的制造过程需要一名操作员在8小时的轮班过程中处理10英尺长、重量高达20磅的管道，同时确保焊缝完全加载。这种精确的、重复的运动涉及如此沉重、笨重的物体，对操作者造成明显的伤害风险。

加速生产

随着生产目标的增加，KMM需要一种解决方案，使他们能够加快弯曲较小，更轻的管的过程，而无需额外的劳动力或妥协产品质量。

准确性至关重要

许多大约65管配置需要弯曲圆管。如果圆管没有放在弯曲机在一个接近完美的角度，甚至从要求的焊缝位置略微卷，管可能拉伸或收缩，这扭曲了管的形状，并通过拒绝造成浪费。KMM需要一个把准确性放在第一位的解决方案，这意味着他们必须使用可以依靠的机器人。总工程师斯科特·戈登说:“川崎公司的根基在业内以其可靠性而闻名。”川崎RS020N和RS050N机器人的重复性分别为±0.04 mm和±0.06 mm，当与激光缝探测仪配对时，可获得高质量最终产品所需的一致性KMM。

解决方案

在看到操作员受伤的可能性后，Gordon设计了Bender Bot 1来消除这种风险。该单元使用一个川崎RS050N机器人从激光焊缝探测器上卸载管道，该探测器将管道设置在理想的焊缝位置，以便机器人拾取。然后机器人一个接一个地把笨重的管子装进弯管机。一旦管道弯曲，机器人就会把它们卸到一个定制的架子上。这一过程使制造商能够最大限度地减少操作员的繁重工作，使他们能够将注意力转移到运行程序和监督整个过程上。

由于弯管器Bot 1对大型、重型管道的积极作用，KMM决定安装另一个弯管单元来处理较小、较轻的管道，但目的不同。该单元将专注于提高产量，因此它使用了两个川崎机器人——一个从激光缝探测仪上卸载管道，并将它们装入弯管机，另一个用于回收成品管道，并将其装入定制管车上。

两个细胞都使用了一个专有的激光焊缝探测器，这也是戈登设计的。这种高精度的机器用于确保当机器人将焊缝放入弯管机时，焊缝处于正确的位置。它的工作原理是：在圆管上切一个小切口。激光测缝器在Cognex相机前旋转管道，直到它注意到凹口。这台机器可以在切口的1.5°范围内——这一点在这一过程中非常关键，特别是当管道具有特殊特征时，如铆钉孔或成型端。对于具有直切端的管道，使用颜色传感器来检测焊缝。如果这些特殊管道的焊缝偏离5°，则可能会导致管道的特征发生变化，并导致生产线上的缺陷产品。这台机器与川崎机器人的可靠性相结合，使KMM消除了人为错误，并大幅减少了他们生产的废料数量，同时看到了一致的产品质量。

结果

• 操作员的重型管道提升应力减少到每根管道一次提升，而不是两次提升
• 装载机/寻缝器的负载高度降低到腰部水平，这是一个人体工程学的改进
• 机器人细胞提高了产量
• Bender机器人程序1和2释放的时间允许操作员承担额外的工作
• 装载机/焊缝探测器的焊缝探测精度高达1.5°

在实施弯曲机Bots 1和2后，KMM以两种方式增加了生产的增加。弯曲机BOT 1允许在8小时的班次期间进行不间断生产 - 在自动化之前，操作员必须反复停止生产以检查管道，管理管道推车，然后休息，午餐或换档变化。现在，弯曲机BOT能够在操作员执行这些任务时继续运行，并且操作员能够承担额外的任务。

Bender机器人细胞也给了KMM他们想要的多功能性。”“我们的设备并不是专门用于任何一个部分，”戈登说系统越灵活，我们就越能随着新车型的出现和新车型的老化而改变。”

BENDER BOT的所有组件 - 激光缝探测器，川崎机器人，管弯曲机和管道推车 - 都是以太网连接的。Tube Bender是主设备，这使得操作员可以轻松 - 他们调用一个程序，并且所有机器组件都接收该程序编号，自动调整和交叉检查。这使运营商更多的时间，因此它们能够在加载到激光缝查找器之前通过模具按压特殊管道。在需要自动化之前，此过程由不同的运营商在建筑物的另一个区域完成。这种角色整合是毕姆曼在实施备案1和2时没有考虑的意外好处，但对整体效率产生了很大影响。

经过五年的机器人管弯曲，KMM已经改进了他们的过程，所以这是多功能和实用的。机器人将弯曲管卸载到为每种特定配置制造的定制架，因此推车可以使川崎机器人电弧焊接电池转动，在那里它们在其制造过程中加入下一步。

当前状态

kmm使用川崎机器人弯曲700个管道/小时。目前，33％的百搭的管道弯曲过程是自动化的，但他们喜欢该号码增加 - 他们希望在明年添加BEND BOT 3。在过去的5年里，KMM为两个细胞达到了他们的投资回报率，并在董事会中看到了改进 - 他们甚至没有期待。