MT Solar： 协作机器人助力自动化焊接

MT Solar是一家从事设计和制造太阳能模块安装结构的美国公司。DIY Vectis机器人焊接工具集成了优傲机器人（Universal Robots，以下简称为UR）UR10e协作机器人，目前负责处理各式各样的焊接工作，并实现快速转换和优化生产。得益于此，MT Solar克服了劳动力短缺的问题，将现有员工从重复性的焊接工作中解放出来，并成功应对激增300%的季节性订单需求。

缺乏娴熟的焊接工人，无法应对季节性订单激增
MT Solar总部位于风景如画的美国蒙大拿。每年夏天，该公司的太阳能安装产品的需求都会激增300%，但一直无法找到娴熟的焊接工人来高效地应对季节性的增长。在一位焊工的推荐下，在为解决劳动力短缺的问题焦头烂额的MT Solar老板兼总裁Travis Jordan开始考虑部署焊接机器人。

在夏天，MT Solar的交付周期是他们本应实现的交付周期的两到三倍。Jordan解释说：“想要找到愿意来我们公司工作、优秀且熟练的员工并非易事。”

MT Solar所面临的招聘问题反映出一种行业趋势：美国焊接学会预测，到2025年，焊工数量缺口可能将达到40万。MT Solar研究了传统的焊接机器人，但发现它们只适合大批量生产相同的产品，而且缺乏灵活性。
MT Solar生产的安装部件多为不同类型，通常为多种类/小批量的产品，因此对于MT Solar来说，找到一个灵活的自动化解决方案尤为关键。

Jordan指出：“您可以把我们想象成是‘太阳能领域的宜家’，我们生产的所有零件都会送到客户那里，然后在现场进行组装。如果部件没有凑齐，就无法进行配送。”

他随后还补充说，传统自动化的成本中包括繁琐的编程和设置。“起初，使用传统机器人听起来是个好主意，但考虑到启动、运行和编程所需的时间和资源，我们认为这个方案不可行。传统的工业机器人无法处理各种各样的任务。我们工作区域过于狭小，一旦设备不能正确操作，成本将会飙升。公司更喜欢免设置安全保护、现有操作人员可以处理的解决方案。”

引进协作机器人焊接工具，探索人机协作模式
MT Solar在了解到UR协作机器人的时候，其思维模式也跟着发生了变化。Jordan表示：“传统工业机器人与协作机器人最大的区别在于‘工作方式’。协作机器人能够与员工一起工作，且易于编程和运行。”
传统的焊接机器人则需要设置安全防护栏，但协作机器人能够为人机合作提供安全保障，无需设置防护栏，进一步增加了协作机器人驱动的焊接解决方案的吸引力。

在进一步研究和探索Vectis Automation协作机器人焊接工具后，MT Solar发现，显然，这款集成UR10e的解决方案是正确的选择。

操作人员负责通过夹具设置工作单元，供应零件。协作机器人示教器上集成直观的3D界面，操作人员可直接通过3D界面中配备的Vectis URCap软件插件对系统进行编程。示教器包含由Vectis Automation创建的完整焊接库，该焊接库可为常见焊接工作提供标准设置，包括模式和附着工具。

DIY编程完成后，协作机器人可以自主运行一个完整的MIG焊接周期。UR10e协作机器人在每一周期中焊接6到8个部件。这些都是小部件，包括锁定环、梁夹和焊接螺母。协作机器人按照预先设定的顺序焊接这些部件，每次运行即可完成4到12个部件的焊接工作，无需分批处理。等到协作机器人完成焊接工作，如有需要，员工也可重新装载部件，再重启系统，或对协作机器人进行快速编程以完成新部件的焊接工作。协作机器人负责在每38分钟的节拍时间轮班内焊接特定清单上的部件。操作人员与协作机器人协同工作，在每一周期中负责部件的装卸工作，尽可能地扩大机器的工作范围，以覆盖多个不同的固定装置。

• 便于部署
Jordan回忆道：“在协作机器人送达公司之前，MT Solar员工就表现得非常激动。协作机器人在卡车上出现的时候，员工们已经按照我的要求把收缩包装拆了下来，然后准备安装。当天下午我们就让生产部件开始运转起来。”

该系统不是内行人士也能使用它。MT Solar运营经理Mike Gillin也是MT Solar的认证焊工，他说：“我的职业是焊工，但我对机器人一无所知，对电脑也不是很在行。但在好奇心的驱使下，我接触到了协作机器人，然后发现操作机器人还挺容易的，我感到十分意外。”

• 入门门槛低
得益于Vctis Automation提供的灵活的融资方案和先租后用方案，MT Solar无需在一开始投入大量资金，就能够测试整个系统。Jordan说：“我可以承担得起在短时间内租用或租赁该系统。如果该系统发挥不了作用，我也没有负担。这种方案非常便于我们启用机器人系统。该系统相当于为团队增加了一名焊工，因此，该系统的有形投资回报周期清晰可见，它仅仅是通过节省大量的劳动力，就能在一年半、两年内为公司实现切实的投资回报。另外，无形的投资回报可能更有价值，因为协作机器人有助于提升客户的信任度和员工的工作热情。”

• 可重复性
Gillin解释道，人工焊接可能会引发许多产品差异的问题，特别是一些单调的工作。“我们在一个冬天里制造了7,500个小部件。如果让操作人员坐下来完成这些工作，估计他们在中途就会厌倦这样的工作。而且其中一些部件会因为存在问题而最终被废弃。而协作机器人焊工就恰恰能够很好地处理这个重复性工作。”
对于Jordan来说，该系统能够提供可重复性工作，并帮助MT Solar保证产品质量一致。

来源：荣格-《智能制造纵横》


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