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協作型機器人實現頂針式沖壓自動化
Tomenson Machine Works Inc.透過頂針式沖壓自動化，優傲科技不僅協助企業提高淨利率，更減少40%錯誤裝載
01 簡介
Tomenson Machine Works總部位在美國芝加哥，是全球知名的精密液壓歧管製造商。由於平常處理的零件尺寸多達數十種，該公司決定在頂針式沖壓製程中採用優傲UR3協作型機器人。這套解決方案不但減少40%的錯誤裝載，更增加淨利率，讓公司6至7個月內即可回本。
02 挑戰
由於頂針式沖壓的工作內容單調反覆，Tomenson過去的員工滿意度調查結果多半不盡人意。身兼二次加工領班及品管負責人的Geoffrey Rose坦言：「操作刻磨機相當無聊。負責這檔事的人可不會一副『耶！我要來操作8小時的刻磨機囉！』」
對此，該公司決定導入自動化方案。由於這是Tomenson首度嘗試機器人技術，因此找到一套部署簡易的系統乃當務之急。營運經理Alex Roake透露：「公司裡根本沒人接觸過協作型機器人或類似技術，就連每天負責系統編程與運作的Geoffrey也沒有。他第一次見識到協作型機器人，就是機器人上場的那天。」
Tomenson透過頂針式沖壓機處理的零件尺寸多達數十種，因此需要一套足以應付零件差異的靈活方案。此外，礙於工站空間有限，這套解決方案必須在缺乏安全圍籬的情況下，也能實現安全的人機協作。
影片 — Tomenson Machine Works Inc. 美國
身兼二次加工領班及品管負責人的Geoffrey Rose舉例：「比方說禮拜四接到急單後，我們會安排工作，把機器人擺到機具上，禮拜五再交由第二班輪值員工操作機器人，負責裝料與卸料即可，不到禮拜一就已出貨完畢。在因應市場需求與準時交貨等方面，協作型機器人賦予我們相當大的彈性，在廠房隨處均可操作的特性亦不在話下。」
UR3不需要安全圍籬，因此有利於近距離的人機協作，再加上佔地面積小，非常適合部署在空間有限的廠房內。
Tomenson營運經理Alex Roake表示：「我們會在一條輸送帶上裝料，每輪運作約45分鐘。在無須派人看管的情況下，公司只需要一名員工同時操作線鋸機與機器人即可，不再需要兩倍人力。」
04 喜迎製程自動化
在製程尚未自動化前，通常需要一人為頂針式沖壓機裝料，一次一個零件。作業員會站著或坐在矮凳上，使用腳踏板啟動刻印機，整天重複同樣的動作。在導入自動化流程後，員工士氣立刻為之一振。Roake回憶道：「當我們首次安裝具有夾爪的機器人時，原本負責頂針式沖壓的作業員還真的歡呼了起來，因為她非常樂意被調到其他部門從事更有意義的工作。如今她在物流部門服務，負責零件包裝以及出貨檢驗。」
在頂針式沖壓應用中，夾爪必須處理琳瑯滿目的零件，但編程只要5到10分鐘，這全多虧協作型機器人對每個零件都採用同一個初階程式碼，且無論零件尺寸大小，夾爪都能感應到它所抓取的零件。
05 樂見小型零件訂單
自從部署UR3後，Tomenson Machine Works獲益良多。Roake表示：「導入自動化與夾爪前後最大差別，在於錯誤裝載的狀況大幅降低。我敢說，自從採納自動化系統後，因刻磨面或方向有誤而導致的錯誤裝載減少約40%。」
淨利率亦有所改善，特別是小型產品。Roake解釋道：「在這套系統與夾爪登場前，我們從小型零件獲得的淨利的確偏低。如今，為小型零件報價不再令我們為難，因為大家都知道，處理這成千上萬零件的會是機器人，而非員工。面對數量龐大的小型零件訂單，大家報價時不再畏首畏尾。」他接著補充，在夾爪與機器人輕鬆實現小型零件的製程自動化後，公司不但省下不少作業時間，也能為員工安排零件尺寸較大、製程更複雜，或是生產週期拉長、需要更加專注的任務。
身兼二次加工領班及品管負責人的Geoffrey Rose 表示：「每個人都樂於和機器人共事。它不但沒有害任何人失業，反而還為大家避之唯恐不及的崗位增添價值。協作型機器人的強項或許就在於，它讓員工認為自己的工作值得一做，不再為工作內容感到沮喪。」
Roake表示：「啟用整套系統與應用只花了一兩個禮拜的時間，接著就不間斷生產至今。」
06
快速回本
Tomenson的最終目標，是利用機器人與夾爪取代第一班的作業員，藉此快速回本。他們預估，若只將系統用於單一班次，投資回收期為13個月。Roake補充說道：「如果考慮實際情況，也就是協作型機器人目前可在第一班及第二班派上用場，那麼回收期將會減少一半，約莫6至7個月就能回本。」
在重複性高的作業實現自動化、員工跟著獲派價值更高的任務後，Tomenson也開始在需要部署操作員的地方省下成本。Tomenson營運經理指出：「我們會在一條輸送帶上裝料，每輪運作約45分鐘，接著就是不停在輸送帶上裝料與卸料。在45分鐘無須派人看管的情況下，公司只需要一名員工同時操作線鋸機與機器人即可，不再需要兩倍人力。在節省成本方面，基本上就等於省下一名操作員的錢。」
07
以過去經驗為基礎
在體驗了UR3使用簡單的特性後，Tomenson開始探索協作型自動化的其他用途。營運經理表示：「在成功應用協作型機器人後，我們也開始研究機器人用於後製、物流甚或CNC車床裝料等方面的可能性。由於編程簡單，我們對於將這套技術推廣至其他部門的決定充滿信心，原因是我們不需要額外聘請程式設計師，單靠現有人力即可進行。」
探索協作型機器人技術未來適合哪些應用，最有用的方式莫過於傾聽現場人員的心聲。Roake透露：「有好幾名員工主動與我們分享機器人系統下一步該用在哪。大家的好奇程度之高，前所未見。」
“自從採納自動化系統後，因刻磨面或方向有誤而導致的錯誤裝載減少約40%。” ”
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- 錯誤裝載減少40%
- 提高淨利率
- 人力獲得釋放，工作不再單調乏味
- 人機協作安全無虞
- 編程簡易，維護成本低
- 可輕鬆整合經UR+認證的OnRobot夾爪
- 協作型自動化既安全，又可接手單調任務
- 在狹小空間內也能輕鬆部署
- 提高在短時間內交貨的能力
- 由UR3負責Tomenson的頂針式沖壓作業，在製程中沖壓上千個類型與尺寸不一的零件
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