美國-舍弗勒集團

美國舍弗勒集團善用ActiNav機台操作，快速節省成本並提升生產力與勞力利用率

01 簡介

美國舍弗勒集團（Schaeffler Group USA）在南卡羅來納州的奇羅（Cheraw）設有兩座工廠，負責生產高精密引擎零件以及工業產品。該集團決定採用優傲科技(UR) ActiNav機台操作套件，透過UR5e 協作型機器人實現組裝線自動化，進而提升勞力利用率以及生產效率。ActiNav系統能夠從零件混雜的箱中取料，然後精準地擺放至自動輸送帶以供組裝。此舉的好處包括：這種重複性高、乏人問津的工作不再需要大量人力；有了動作一致、全年無休的機器人加入，生產力馬上提升7%；公司更因此每年省下15萬美元。

02 面臨的挑戰

在奇羅廠內，4位作業員在全天候運作的產線上執行給料作業，以生產可變凸輪定時系統（VCT）的零件（可改善內燃機的效能並減少排放量）。工作內容既單調又枯燥，因此乏人問津。此外，由於這批產線距離其他設備較遠，工人不便調派至其他區域。而當他們因為休息或其他因素離開崗位時，生產也會被迫停擺。

舍弗勒的特殊機械團隊，也就是所謂的「Sondermaschinenbau」（SMB），負責開發並製造特殊設備，為的就是讓自動化系統在舍弗勒廠區發揚光大，進而惠及外部客戶。產線則要求SMB提供一套解決方案，目的是改善員工利用率、整體效率以及生產成本。

然而，生產線上的機械裝料自動化相當具有挑戰性。零件一般由外部廠商生產後散裝供貨，再加上每個零件都具有複雜的幾何外形，因此擺放至輸送帶進行下一道加工流程前，零件方向必須精準無誤。若按照傳統的自動化機台操作，將零件放在定向盤上，成本勢必大增。

影片 — 美國舍弗勒集團

03 解決方案

ActiNav系統的關鍵優勢在於，它能夠在方向不一的零件堆中揀取所需零件，然後精準擺放。在全新的ActiNav工作站上，作業員只要將零件倒入多個箱子中，便可移動至下一道流程。ActiNav的3D感應器會掃描箱子，以便系統為優傲協作型機器人計算適當的取放模式，接著依照零件的方向進行擺放。零件方向朝上時，機器人會直接放上輸送帶；若零件方向朝下，機器人則會將零件放在再定向工作站上進行翻轉，然後重新揀取並正確擺放至輸送帶，輕鬆滿足12秒內完成生產週期的要求。

零件放上輸送帶後，會被送到下一個工站。當所需零件揀取完畢後，系統會觸發UR5e 機器人啟動零件箱的更換程序，讓機器人可以繼續揀取下一個箱子內的零件，完全無需作業員操心。

作業員將零件隨機倒入箱中後，便前往其他生產流程，由ActiNav系統執行2個小時左右的零件取放，完全無需人力介入。

機器人上方的ActiNav 3D感應器會對箱子進行掃描，以便系統為UR5e機器人計算適當的取放模式，根據零件方向將其精準擺放在輸送帶上。

從箱中揀取的零件方向不正確時，機器人會自動將其置於再定向工作站上，經過翻轉後再由機器人精準置於輸送帶。

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短短三個月，ACTINAV成績斐然

ActiNav系統的成效立竿見影，例如作業人力從原本的四人減為三人，給料作業員可轉調至其他產線執行高精密任務。此外，每年更直接省下15萬美元的成本，投資不到一年的時間就回本。透過製程自動化，舍弗勒不但減少停機時間以及勞力利用不足的情況，還衝高了產線的整體設備效率（OEE），生產效率提升7%。

“員工們愛死了這套系統了。他們都很樂見系統運作得宜，也不排斥增加更多機器人。只要有辦法簡化工作內容，都能有效提振工作士氣，因為這樣會讓他們減輕一些負擔。”

Mike Reed VCT 生產部門負責人

即使操作機器人的經驗有限，也能透過優傲學院加速整合

SMB的機械設計工程師Aman Bhave加入這項專案時，在程式設計這方面的經驗相當有限。但他後來發現，優傲學院線上課程可提供必要協助。Bhave表示：「我當時有點懷疑自己能否在幾個月內學會這套系統，但是當我開始跟著教學課程實際操作系統時，我發現它並不複雜。即使沒有經驗的人也能輕鬆地按步就班，整合作業流程。」

Bhave在開始整套系統前看完了整個教學課程，並在筆電上安裝免費的URSim離線模擬器。他能夠在一個螢幕上觀摩相關教學步驟，同時在另一個螢幕上進行離線編程與模擬機器人程式。