2022/12/02

这种机器人必须具备良好的视觉能力

在伍尔特的 VZ West 销售中心，每天都有 60 名员工分拣约 3,000 箱螺钉、螺母和其他紧定螺钉。几个月前，一个协作机器人加入了他们的行列，现在它接管了部分工作，并显著改善了工作场所的人体工程学设计。施迈茨教会了协作机器人如何观察、抓取和分拣。

新同事：在伍尔特的 VZ West 配送中心，配备了施迈茨技术的 cobot 已经帮助熟练工人装载小型货运代理几个月了。

2013 年 5 月，伍尔特在昆泽尔绍-盖斯巴赫（Künzelsau-Gaisbach）的 VZ West 销售中心开业时，Adolf Würth GmbH & Co.KG 董事会主席诺伯特-海克曼（Norbert Heckmann）承诺，员工将从新大楼的创新中获益。他说："它将使您的日常工作更加轻松"。为此，伍尔特整合了现代化技术和符合人体工程学设计的工作场所。然而，伍尔特并没有完全实现可持续地利用人力资源的目标：即使在今天，装配和紧固技术专家也会检查工作是否过于单调和耗费体力，例如在销售中心的货物进货部门。

在这里，每天有 30 人分两班工作，搬运大约 3,000 个箱子。他们将装满螺丝、螺母、垫片或钢结构元件的 500 至 5,000 克重的长方体纸箱从托盘堆放到小型货运代理（SLC）中。"因此，一名员工的总负荷在一班中要分摊到几吨。单调乏味的工作同样会给人带来压力"，Adolf Würth GmbH & Co.KG 技术部主管 Roland Schneider 说道。

到目前为止，四小时后的持续翻转是消除符合人体工程学设计和手工操作手册单调乏味的最佳方法。为了减轻员工负担、盖板进一步增长和应对技术工人日益短缺的问题，伍尔特将提高物流的自动化程度。

搬运不同尺寸和重量的纸箱是我们的 BinPicking 抓具 SBPG 的理想任务

∼ 施迈茨机器人业务开发部 Matthias Frey

抓具轻巧，眼睛灵动

施迈茨有限公司为自己设定的任务是将现有的手工操作手册工艺智能自动化。"搬运不同尺寸和重量的箱子是我们的 BinPicking 抓具 SBPG 的理想任务，"机器人业务开发部的 Matthias Frey 解释道。SBPG 有足够长的长度，可以浸入箱子，而且足够轻，不会过多降低小型机器人的升降梯能力。这样，在施迈茨 VE4S 的视觉生态系统（Vision Eco-System for Schmalz VE4S）进行观察时，UR 机器人的节省空间的 cobot 可以引导抓具。通过使用其机器人和视觉区域的标准元器件，施迈茨为伍尔特提供了一个不到 10 万欧元的经济型解决方案，由于采用了即插即用系统，可以快速实施 - 无需太多的工程设计工作。

尽管有两个细节对施迈茨的技术诀窍来说特别具有挑战性，但这一概念很快就得到了确立：首先，尽管差异很大，但仍要从托盘上挑选包装和将其紧密地放入包装盒中；其次，要识别带有未知印记的中间层。使问题更加复杂的是，滑板的设计可以与包装箱的设计相似。"Frey 解释说："在这里，唯一能保证工艺安全的方法就是使用人工智能。施迈茨通过针对工件的编程实现了确定的设置模式。"我们从有限的零件序号开始，将第一个单元的能力利用到了 100%。现在，我们正在努力优化后续单元的分拣性能和扩大零件范围，以便能够自动存储更多的零件。"

相比之下，现场狭小的空间条件所带来的挑战和从板条箱传送带上取回空集装箱的额外任务则相对容易应对。这是因为激光扫描仪无需设置安全围栏，从而确认了单元的精简。只要有人靠近，协作机器人就会降低速度，并在减小受力的情况下持续的安全工作。

一个系统，三个抓具

为了执行各种抓具任务，cobot 可以独立更换 SBPG BinPicking 抓具的吸盘和（由于采用了 MATCH 快速更换模块）整个抓具。"一个抓取机始终在机器人手臂上，而另一个抓取机则在抓具工位上等待。例如，如果需要移动一个板条箱，cobot 就会抓取为此设计的 PXT 抓具。"Frey 解释说："通过标准化的连接和通信，可以立即投入使用。SBPG 可用的吸盘有 SAOF 椭圆形、SPB1 60 和 SPB1 80 三种，这样机器人就可以安全地搬运任何尺寸的纸箱。所需的真空由 RECB 气动真空产生装置提供。其集成的SEP喷嘴可确保高效节能运行。

施迈茨实施了带有用户界面的软件，员工可通过该界面输入当前工作。该软件可与摄像头、机器人和安全激光扫描仪进行通信，并在输入后根据任务调整机器人控制器和摄像头。"目前，我们盖板的货物范围极其广泛，约占 30%--而且这一趋势还在上升，"弗雷在 2022 年 4 月解释道。这里特殊的地方还在于伍尔特通过软件控制机器人单元的整个订单管理。已经百分之百运行的功能包括目标容器检查（摄像头检查提供的 SLC 是否真的是空的）、源箱中间层的检测和移除以及碰撞检查。在这里，软件会计算机器人接近的航点，并使用数字孪生来检查是否有碰撞。如果是这样，它就会避开障碍物和定义新的航点。

对 Cobot 解决方案的赞誉

自 2021 年 12 月底以来，协作机器人已在 VZ West 配送中心投入操作手柄。罗兰-施耐德（Roland Schneider）报告说："我从我们进货部门的工作人员那里听到的始终是积极的声音--他们非常激动。"紧接着，他介绍了使用 Cobot 的日常工作情况：员工使用升降梯将装有箱子的欧式托盘移到指定区域。这些箱子长 100 到 250 毫米，高 90 到 100 毫米，宽 90 毫米。机器人从传送带上取下 SLC 目标容器。机器人单元根据需要装入尽可能多的 SLC 容器，直到欧式托盘被清空。当周转箱被推到传送带系统上时，它们会被扫描和记入 SAP 系统。

伍尔特的解决方案展示了协作机器人如何与摄像系统和右编程相结合，有效地减轻员工的负担。"协作机器人减少了单调的工作，显著改善了符合人体工程学设计，因此是一种宝贵的支持。现在的任务是让它逐渐熟悉我们的整个产品范围，从而在一定程度上缓解人员瓶颈问题，"施奈德强调说，他希望与施迈茨和 "弗雷先生身边的优秀专家团队 "一起实施更多项目。