案例研究：使用川崎机器人趋于六站机器

制造商利用自动化把他们的操作提高到一个新的水平。无论是提高生产率还是降低劳动力成本，机器人的集成都给了各种规模的企业扩展业务和消除流程中的痛点的机会，这往往会带来意想不到的好处。

当伊利诺斯州内珀维尔市的工业铅酸电池制造商Battery Builders, LLC. (BBI)决定升级他们的设施时，把他们的6个工位的COS (Cast-On-Strap)机器也包括在内似乎是一个显而易见的选择。他们与密歇根州本顿港的机器人集成商MAC工程公司合作，安装了一个由6个过程站组成的机器人单元的川崎大型有效载荷机器人。几乎在安装完他们的机器人后，Battery Builders立即看到了一个更一致的产品——这一好处可能会对他们的业务产生巨大影响。

挑战

• 精确，多功能机器人需要多个站
• 减少操作人员的数量
• 提高产量和产品质量

BBI为他们的新系统提供了一个庞大的必备清单。该机器人需要具有高有效载荷和高重复性，以便准确地抬起和对准电池板。他们还需要能够依靠他们的机器人和外围设备来实现每天生产1000块电池的目标，这是目前日产量的两倍多，而且需要使用更少的人力。

首要任务:可靠性

BBI被频繁的机器故障困扰，从他们手动运行的COS机器，他们已经有超过25年了。这台陈旧的机器造成了昂贵的生产延迟——BBI每周要停机4到5个小时。BBI对这一影响效率的问题越来越感到沮丧，需要找到一种可靠的解决方案，以提供持续生产。

健康和安全风险

该公司的旧COS机器存在其他风险，与生产无关。人工堆垛电池极板和将极板装入罐子的过程中会产生更多空气中的铅尘，这比自动堆垛产生的铅尘暴露风险更大。老旧的机器还要求员工举起更重的重物，这导致了更大的受伤风险。BBI的环境健康和安全专家说:“我们已经看到暴露在空气中的监测结果显著下降，我们预计随着空气中铅粉尘浓度的降低，血液中的铅水平会随着时间的推移而降低。”对于BBI来说，重要的是看到自动化在员工工作环境中的积极影响——而不仅仅是在他们的底线上。

一个机器人，六个工作站

为了正确地制造铅酸电池，BBI需要安装一个足够精确的机器，每天可以连续校准300磅的电池板多达500次。机器人还需要能够刷掉电池的末端连接器，将它们浸入熔化的铅中，并将它们包装在一个塑料瓶中，以及其他任务。为了完成这些不同的详细任务，他们需要一个多功能机器人来处理不同类型的机器。

精简操作流程，减少琐碎和危险的任务

制造商的自动化主要目标之一是提高其整体工厂效率，并增加其电池生产号码。他们针对自动化的旧COR过程需要九个或十名员工进行操作，并希望减少该数字。BBI还认识到，他们的员工在制造工厂的其他领域可能更有用。

解决方案

• 一台ZX300S机器人通过整个六工位COS过程移动产品
  • 板校直、刷刷、助焊剂工艺、浸锡、熔铅和套管
• 两名操作员装载电池和外壳，一名操作员监督电池并更换抓手

几乎立即，电池制造商看到了他们新安装的川崎机器人的优势，反映在其最终产品的质量。

“我们已经看到了产品质量的明显变化，”BBI的助理经理说。“这不仅是其动作中精确的机器人，它也是它周围的所有设备。一切都是自动化的，组合可以获得更准确的产品。“

这一过程所需的工人数量已经从7人减少到5人。需要一名员工用液压升降机将电池板从托盘上移动到传送带上。然后，两名员工将电池板水平堆叠，对齐凸耳，装入另一个传送带，给机器人提供电池板。接下来，一名员工将塑料电池盒装入装箱站传送带。第五名员工监督整体操作，根据电池类型更换机器人工具和机器规格。

当电池板被手动滑到传送带上后，机器人就会进入到传送带上，对齐电池板，确保它们均匀和平整。在这个新过程中，操作员不再需要把盘子从地上举起来——他们将盘子横向移动到传送带上。这种类型的运动更符合人体工程学，并造成更低的受伤风险。

从这里，机器人拾取板并在大型刷毛刷上延伸它们以从末端连接器中移除任何梭菌碎片，也称为凸耳。接下来，机器人通过磁通方法运行产品，通过除去在加热时可以形成珠粒的金属氧化物来制备金属凸耳。然后将凸耳浸入锡中以建立更强的连接，然后再浸入熔融铅中以连接板并建立正面和负柱。最后的情况下，机器人将电池板放入塑料外壳中。

在这个多步骤的过程中，机器人不需要改变工具-工具只需要在电池类型被修改时改变。当需要不同类型的电池进行COS操作时，操作员会手动更换机器人上的夹持器，MAC工程模具站会带来正确的电池模具类型。

虽然Kawasaki的ZX300S机器人能够携带高达300公斤的有效载荷，但它们将长到达臂组合在宽的工作包络中具有最小数量的死区。它们还具有±0.3毫米的高可重复性，使其适用于需要精确和升降的应用。组合时，这些功能为BBI的设置创建了完美的解决方案，这需要机器人能够以不同的高度到达多台机器，同时产生更一致和准确的产品。

川崎的新型大型有效载荷机器人，B和CX系列，大型具有更高的重复性，范围从±0.06到±0.08毫米。两系列均采用空心臂结构，可实现机器人的内部修整。该功能通过减少生产线构建和数字化工程所需的时间来简化安装，并将与其他机器人或周边设备的干扰风险降至最低。

结果

• 一个ZX300S机器人涵盖整个六站COS过程
• 电池组件所需的操作员数量减少
• 产品质量和一致性显著提高
• 吞吐量将增加150％

对于BBI来说，与他们的新机器人一起工作一直很顺利。“这个过程的机器人部分很简单。安装机器人完全没有问题，非常简单，学习使用它也不是太复杂。”BBI的助理经理说。“我会告诉人们不要害怕带机器人进来。”

为了尽快掌握新机器人的操作和编程，BBI的两名员工在密歇根州威克森的川崎机器人培训中心参加了为期四天的操作和编程课程。他们可以训练操作人员日常操作所需的机器人功能。

BBI选择了MI的Benton Harbour的Mac Engineering，因为Mac的电池设备的高品质和性能使其成为这种应用中最受欢迎的集成商之一。在80多个国家提供超过4,500台机器后，Mac不断向未来展望开发新产品。例如，MAC的远程访问技术允许客户远程解决问题，这在出现问题时显着削减了生产停机时间。Kawasaki机器人控制器实现这种类型的功能，使客户可以轻松利用节省时间的远程访问。

自从更换了他们的旧的，容易发生故障的COS机器，BBI已经看到了一个更好的，更稳定的产品质量使用更少的工时。过去操作旧机器的员工现在在电池组装部门工作，这使得BBI可以在电池组装的最后阶段投入更多的人力，最终提高电池的整体质量。电池制造过程的自动化减少了当前操作人员暴露于空气中铅尘的风险，也减少了他们工作所需的繁重起重量，从而大大提高了工作环境的安全性。一旦所有的集成工作完成，他们将能够将电池日产量从400个增加到1000个，是自动化之前产量的两倍多。