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秋天的第一场盛会丨与欧姆龙一起,完成制造现场的“进化”

转载 2020-09-30 08:44 欧姆龙 来源:欧姆龙
欧姆龙自动化(中国)有限公司

翘首期盼的工控界顶级盛会——第二十二届中国国际工业博览会(下称“工博会”),于9月15日,在国家会展中心(上海)正式拉开帷幕。

此次盛会,欧姆龙携「i-Automation!大进化」理念再度亮相,展示了众多欧姆龙全新开发的尖端应用和技术,通过贴近实际生产现场的场景和展台设计,让大家亲身感受欧姆龙基于工业自动化事业的价值创造理念“i-Automation!” 实现的制造革新的现在以及未来。

展台盛况 

i-Automation!大进化

如今的制造业,熟练工不足、新兴国家人件费上涨、全球疫情下产品供应不稳定等课题愈发严重。另一方面,市场对于各种自动化尖端技术的进化(AI、IoT、Robotics、5G)需求也越来越高。面对这样的环境变化,欧姆龙提倡的制造革新理念,就是i-Automation!

3个“i”革新理念

通过Integrated(控制进化)、Intelligent(智能化)、Interactive(新型人机协作)三个“i”,基于AI/IoT/Robot技术的应用,创出了众多现场应用设备与技术,能够让客户在避免人员密集,甚至是人员缺少的状况下,依然保证高产能、高品质化生产。

专家发表

与客户共创的革新应用

虽然i-Automation!是欧姆龙打造的革新理念,但其中多数的革新应用,均由我们与用户共创!截止到目前,已诞生了共170种以上,并已实际导入到制造现场,为中国制造业全面实现机械的高速化、高精度化、智能化作出了巨大贡献!

在此次的工博会上,欧姆龙将其中全新创出的设备与技术带到了现场,为大家勾勒出近未来制造业的盛大蓝图。

1、人机协作的智能化单元生产线

「人机协作的智能化单元生产线」是一套融合了AI、IoT、移动操纵机器人(MoMA)、协作机器人等欧姆龙独有的先进技术,基于大数据分析,实际运用在欧姆龙自社工厂的近未来生产管理系统。

▲ 部品搬运的自动化:

整合了移动机器人和协作机器人的“移动操纵机器人(MoMA)” 使部品架与作业工序之间的部品搬运完全实现自动化。

-- 抓取料盒 --

-- 运送物料 --

▲ 人机协作:

组装和检测工序的作业则由人与协作机器人分担完成, 同时确保安全的社交距离, 提供安心的生产现场环境。 

-- 合作完成拧螺丝的工序 --

-- 完成后搬送至打标工序 --

▲ 机器人之间的协作:

打标、外观检查、下料与搬送,全部由协作机器人与移动操纵机器人(MoMA)之间配合完成,实现高度自动化生产。

-- 送至传感器进行外观检测 --

-- 良品确认后完成装盒 --

-- 移动机器人无缝取走料盒 --

▲ 通过智能化革新IE流程:

通过5个色块分别显示5道工序的作业状态,监测作业人员的移动以及每道工序的停留时间,来判断作业是否正确,是否有待机时间等。

通过每道工序的加工时间、生产数量和累计完成数量、每道工序加工时间的差异可视化管理,谁都能一眼就看出作业偏差等问题,非熟练IE改善师也可以自行进行改善工作。生产线的信息化不仅仅可以使人工作业和动作可视化, 也有助于解决生产现场的人员课题(例如, 培训工人熟练掌握技能等)。

2、设备·Robot·安全·图像的统合控制

当前的制造业,由于新冠疫情的影响,以往生产劳动力资源匮乏的社会问题变得更加严重。与迄今为止一直致力于降低成本的自动化不同,如今需要从保护员工人身安全角度出发,尽可能减少生产对人工的依赖性,所以对机器人导入这样的省人化需求将不断高涨。

欧姆龙通过对传感器、控制器、驱动器、安全以及机器人这些生产制造必要的商品群进行统合控制,给多品种生产中机器人的导入进行了4项创新,解决了生产难点。

▲ 统合控制,完美同步:

实现高端手工作业的自动化和提高机械产能的关键,在于把以往零散的input设备,逻辑控制器,output,机器人和安全,统合起来由一个控制器进行控制。我们把这个叫做“控制的统合”。

当中涉及到的机器人(SCARA)、图像(图像传感器)、安全(安全门开关)、设备(传送皮带等)全部通过一个控制器来进行统合控制,这样包括机器人在内的所有设备都可以完美同步和高度自动化,不会出现任何轻微的时间或速度的偏差。

▲ 构建过程的统合,实现远程模拟:

之所以能实现了Engineering Chain的革新和虚拟生产制作,是因为我们通过一个软件来“构建过程的统合”。

甚至,将CAD数据导入到这个软件中进行模拟,可以在同一个软件中获得包括机器人在内的设备信息。通过对前后工序段的仿真,让导入前的工程设计等的事前验证成为可能,使EngineeringChain的工时削减50%。

通过活用工程模拟,以往不导入上线制作便不了解的情况,现在事前就可以估算出所有设备的效率,这样的话,像以往我们只有在现场才能确认的设备设计、生产设备稼动的模拟、以及状态监测,都可以在虚拟空间进行再现,让远距离生产制造成为可能。

3、AI感官检查

以往的画像检查,例如判断各种颜色和尺寸的划痕、产品本身有很大差异时的缺陷判定等,更多还是依赖于熟练工的感性和经验。我们在制造现场经常能够看到,熟练工10分钟可以进行的检查,非熟练工需要耗费20分甚至30分钟,要使他们能够达到辨别的水平需耗费大量的教育时间。

▲ 有效防止过检

欧姆龙在实现自动化目视检查时,非常重视检查人员的检查方法,并将这种“方法”利用AI技术化,并作为画像过滤器搭载。例如,最常见的异物检测,往往会因为检测物的位置变动,导致过检。

「AI感官检查」的展示样机中,我们故意将某些检测物的位置偏移,并将以往检测方式与欧姆龙AI检测方式,相互对比呈现。

从软件界面中可以看出,某些仅仅是因为“位置偏移”,并非不良品,而以往的测量结果,会给予NG,也就是我们强调的过检。反之,欧姆龙的AI测量结果,则会忽略位置变化的影响,实现类似于熟练工的经验判断、更为精准的检查,减少因没必要的过检,导致的物料浪费。

▲ 像人一样熟悉缺陷

在「AI感官检查」样机的右半部分,展示的是金属冲压零件的划痕检测,以往,在遇到不可预测的尺寸、形状、颜色,亦或者是在一些复杂的、不确定的背景下,是难以用自动化的方式去检出的。

例如,像金属拉丝面上的划痕,以往的检测方式,很难判断究竟是缺陷,还是金属表面自然存在的拉丝。而「AI感官检查」预先学习了“人感觉是划痕的图像的特征”(通过近三十年来,欧姆龙积累的图像和Knowhow),即使没有定义划痕,AI也能判断并抽取划痕的特征。

现在存在很多自诩AI的东西。但是很多都还只是存在于实验环境中,只是以前画像处理的检查算法开发与算法组合的研究过程演变成了AI的学习过程,依然需要很多的专业知识和研究时间,从而致使PoC的制作成本增大,欧姆龙将今天向大家介绍的技术融入画像传感器中,提供能够即时导入的环境。

4、飞控超高速加工

近年来,由于智能手机和电动汽车的普及,对电子元件的需求与日俱增。Laser精密加工是电子元件的生产工艺之一,也亟需高速 · 高精度的优化提升。

可传统方法,采取的是Area分割加工(即Stage移动和Laser控制是顺序执行的),反复加工与Stage移动,耗费时间,降低了生产效率。

欧姆龙首先从硬件上,通过PMAC高性能CPU进行集中控制,确保多轴控制同步;从软件上通过频谱反褶积法实现满足执行器的指令分配,最终实现「飞控超高速加工」。

「飞控超高速加工」的优点在于,同时控制Laser和Stage,实现了Stage移动中加工。

与传统的“Area分割加工”相比,处理时间缩短了约35%,且消除零件之间出现的接缝,达到高品质生产。

思客户之所思,解客户之痛点,这是欧姆龙i-Automation!进化论的基调。因此,此次参展,我们无论从展台的设计以及出展的设备,都更贴合于用户现场,实际地为用户提供解决方案和价值。

本届工博会虽已落幕,但革新的脚步永远不会停止,欧姆龙将始终深耕用户现场,共同为中国制造业的未来而努力,期待来年再见!

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