Flywheel Supply

UR5與ActiNav雙管齊下，Flywheel實現機台操作及焊接自動化

01 簡介

Flywheel Supply是一間經營金屬加工的家族企業，專門生產舊型機械、蒸氣及鍋爐控制、閥門與量表的金屬零件，品項多達2萬9,000種，客戶包括工業及政府機關。該公司執行ActiNav自動化隨機取料時，單靠一台UR5協作型機器人便完成機台操作及 TIG 焊接等任務，在有效改善產能的同時，亦提升自身在國內外的競爭力。

02 挑戰

Flywheel過去從事少量多樣化生產時，經常得人工操作機台及焊接等重複度高的作業，再加上從無使用機器人的經驗，因此難以在符合成本效益的情況下實現製程自動化。此外，他們在機台操作上還面臨其他難題，例如上游加工製程產出的零件沾有潤滑油脂，令機器人無法準確取放，若要在製程間加上清洗程序，又會增加成本及花費更多時間。

影片 — Flywheel Supply, 美國

03 解決方案

優傲所推出的UR5協作型機器人，只要一台即可輕鬆穿梭於機械及製程之間，實現機台操作及焊接等作業的自動化。ActiNav UR+ 應用套件則可靈活執行機台上下料，適合眾多製程，例如鑽孔、倒角及車螺紋等，且製程間無須設立清洗程序。此外，ActiNav 可處理的零件料號，更是多達 1,500 種。

Flywheel 合夥人兼主任專案工程師 Zach Northway 表示：「在機台操作這方面，除非我們所安裝的機器人足以執行隨機取料，否則一切毫無意義。機器的週期時間極短，如果我們還要安排一名作業員先將零件排好，然後由機器人以傳統方式取放，那就完全喪失了採用機器人的初衷，畢竟這樣沒有省到人力。」

靈活的 ActiNav 機台上下料系統，UR5 協作型機器人從一個裝有零件的大型容器隨機取物後，會將零件出示給容器上方的 3D 感應器，確保零件擺放到正確位置。

ActiNav是一款經UR+認證的應用套件，不但可與優傲機器人合作無間，還能透過專屬示教器進行直覺化的程式編寫。面對多達 1,500 種形狀、大小及重量不一的零件料號，快速編程勢在必行。

在分割為多道工序的機台上，UR5協作型機器人可將零件精準置入夾具中，供鑽孔、倒角及內外車螺紋等。

ActiNav 將零件上料至機台前會確認位置，並退回不適合的零件。這些零件之後會被倒回容器中，等待機械手臂再次揀取。

ActiNav可靈活執行機台上料，是Flywheel實現機台操作自動化的唯一選擇

當機台分割為多道工序時，Flywheel採用了ActiNav應用，由UR5 協作型機器人在大型容器中揀取零件後，擺放到機台的夾具中，以供鑽孔、倒角及內外車螺紋等。面對多達 1,500 種不同的零件料號，ActiNav 系統必須具備快速編程的能力，以便對形狀、大小及重量不一的零件進行取放。Northway 解釋道：「ActiNav 最大的優勢，在於它可從容器中揀取的零件不拘，如果容器即將見底，作業員可隨時前往機台，在容器中加入更多零件，讓機器人持續進行取物。過程中無須重新設定或校正，完全不用操心。系統會留意容器內的零件數量變化，並伺機而動。」

UR 協作型機器人在本次案例中，採用真空夾爪取放每個零件。ActiNav會在確認成功取料後，由協作型機器人將零件出示給掃描器檢查，確認方向正確無誤，再進行機台上料。由於零件表面沾有油脂，容易走位，因此ActiNav會全程查驗擺放情況，確保機器人以正確的角度及位置準確上料。一旦影像感應器察覺零件位置有異而無法上料，協作型機器人會將零件退回集中一處，再由作業員將這些退件倒回原始容器內，以便ActiNav再次揀取。

TIG及MIG焊接：協作型機器人迅速提升產能4至5倍

面對快速變遷的少量多樣化製造環境，Flywheel也在從事TIG焊接時，應用未搭配 ActiNav 套件的 UR協作型機器人。Northway發現，UR機器人與焊接機台整合的過程可用直截了當來形容。他指出：「UR協作型機器人及軟體的一大優勢在於，你可以用CAD檔輸出一條G碼工具路徑，就像使用銑床一樣。機器人則會跟隨工具路徑移動，由你精確掌控，隨心所欲地焊接零件。」

只要 15 到 20 分鐘，Northway 就可編寫出新的焊接應用程式。UR協作型機器人在登場六個月內，已輕鬆焊接數以萬計的零件，產能也為之大漲。Northway 解釋道：「在採用機器人之前，單人焊接的生產週期約莫為一分鐘。有了機器人接手TIG焊接後，作業員只需把零件固定到夾具上，再按下啟動，機器人就會在 14 秒內將零件焊接完成。比起單人持續焊接，我們的產能提升了四到五倍。」

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“協作型機器人最划算之處在於，可配合關燈生產，實現 24 小時不間斷運作，完全超越作業員一天只工作八小時的表現。另一方面，原本只會顧機台的作業員，如今技術更加熟練、收入也更高，因為他們變得更加全面，不僅能從事機器人的操作、程式編寫及維修保養，還可處理其他機台，或者在同時進行四或五種應用的工站獨當一面，不像過去一次只能處理一種應用。”

Zach Northway 合夥人, Flywheel Supply