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Epson助车用电子厂加速自动化

万用自动锁螺丝方案。

基于提高生产效率、降低劳动成本等等理由,使自动化成为制造业界的头号显学。但有一种类型的制造商,在导入自动化的过程,经常面临难解的挑战,那便是车用电子业者。

看到这里,肯定让不少人百思不解,汽车制造业是自动化的先驱,最早将机器人引进产线,既然车厂对自动化驾轻就熟,车用电子制造商比照办理便是,何来挑战?Epson台湾爱普生机械手臂事业部总经理王亮国解释,相较一般消费性产品动辄数百万批量,车用电子产品顶多数千,是典型的少量多样生产型态,不时需要在产在线频繁更换夹治具,以如此小的生产量体换算自动化投报率,显然不划算,但即便如此,在原厂的高规要求下,仍不得不走自动化。

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Epson机械手臂事业部服务部解决方案服务处经理陈子轩。

力觉快换夹爪方案。

有监于此,Epson积极设计一些不需增加财务负担的高CP值自动化方案,协助制造商大幅提升产能,亦在作业过程自动记录生产履历,迎合国外客户要求,车用电子业正是主要受惠族群。机械手臂事业部解决方案服务处经理陈子轩指出,前述物超所值的自动化方案,包含「万用螺丝机」方案,及力觉组装与快换夹爪方案。

螺丝刀装于手臂旋转轴中心  发挥40%提速效果

陈子轩表示,过去制造商为推动螺丝锁附作业自动化,经常借重XYZ Table,算是专用机型式,假使随著产线转换、产品尺寸生变,原有XYZ Table便难以实时调整及满足需求,有弹性不佳之虞,因此不少用户开始转向「机械手臂+螺丝刀」运行模式,但过往的配置仍有缺点,即是锁附质量不如预期。

车用电子产品不比3C产品,承载更高的安全性、稳定性要求,并非有锁到就好了。以锁车灯应用为例,通常被严苛要求需精准控制扭力,达到一定的力量输出,增减一分都不行;但以往机械手臂搭配的螺丝刀,多属于直流马达型态,存在扭力控制不佳的罩门,连带影响锁附良率,堪称车用电子厂的一大痛点。

另一个常见状况,因机械手臂、螺丝刀源自不同供应商,假使其间系统集成做得不到位,易导致两者速度搭配不良,造成一快一慢,亦会影响螺丝锁附良率与稳定性。

为协助用户解决痛点,Epson与第三方伙伴合作,确保其机械手臂与对方的螺丝刀紧密集成,彼此之间顺畅通讯,持续回馈有关转速、扭力值等完整讯息,为扭力的精准控制扎稳基础;更重要的,此合作方案所用的螺丝刀为伺服马达类型,具有高性能扭力且自动化拧紧之利基,锁附质量优于一般直流电动螺丝刀。

陈子轩归纳Epson螺丝机方案的关键特色,首先是锁附质量高,藉助智能型伺服马达螺丝刀,不仅易于达到扭力精准控制,也能在锁附时采集资料,方便用户累积成为可供日后追溯问题的文件。

其次是速度上的改进,一般机械手臂要集成螺丝刀起子,皆透过延伸轴,导致手臂旋转轴距离过长,易出现偏心现象,此时手臂在设计上为了保护本体,避免因手轴受力过大造成关节或零组件损毁,便采取降速措施;反观Epson方案,则将螺丝刀装载于旋转轴的正中心,消弭距离过长的疑虑,确保可凭借更高速度进行螺丝锁附,依目前观察平均可增速40%。

再者可减少接口开发负担。从前用户透过手臂集成市售螺丝刀,需要同时学习手臂控制软件、螺丝刀设定软件,且为了追踪锁附结果,需额外开发另一套接口;如今藉由Epson螺丝机方案,用户可直接利用手臂操作接口执行螺丝刀参数设定,降低学习门槛,帮助工程师加快设定速度,且手臂操作接口一并显示锁附结果,例如今天锁附的螺丝有几颗合格、几颗不合格,不合格原因是浮锁、滑牙、吸力不良或扭力不足,通通一目了然,可累积成为大数据,而用户也不再需要费时开发显示接口,算是一举多得。

用户在启用此螺丝机方案时,可搭配Epson视觉系统,针对来料的位置偏移做实时补正,避免产生斜锁等不良现象。该款螺丝刀的起子周围有衬套设计,足以确保作业稳定性。

至于起子的设计,会经由Epson或伙伴提供完整顾问服务,了解用户端产品属性,再客制化提供星形、六角、十字、梅花等等各式规格,亦将根据M3.0、M2.0、M1.0等等不同螺丝直径大小,变更起子或扭力,使之更加适应现场环境,故Epson将它称为万用螺丝机,道理便在于此。

结合力觉快换夹爪 自动补正产品公差

谈到夹治具转换,是制造商的另一痛点。一般会依照不同产品设计不同夹治具,当同一产在线需要取放不同尺寸的产品,以往需要透过人工手动更换夹治具,例如将吸盘置换为夹爪,另一种方式,则为了求快而复制两套线体,但两种做法皆有缺陷。

手动更换夹治具的历程甚长,需拆螺丝、锁上,再经过一段时间校正,确保点位及教点正确,少则耗时20?30分钟、多则浪费1天,连带折损可观产能;至于复制两套线体,则徒增沈重成本负担。

一旦启用Epson力觉组装与快换夹爪方案,为机械手臂迅速装上不同治具,且精度高达±0.01 mm内,进而搭配Epson力觉系统,不需额外撰写程序,便可针对不同产品的公差做自动补正;因此包括诸如车用电子业经常换线、或组装时往往面临较大公差的用户,都非常适用此方案,其余面对象是上下料、精密插件等应用场景,也能派上用场。

深究此方案因搭配力觉,对于用户的最大意义,在于蕴含自动教点能力,5分钟内完成调教点位,且不需仰赖资深工程师执行,意谓用户原本基于换线或复制工站所需投入的大量资源、揹负的产能牺性,皆可降至微乎其微,显见该方案的投资酬率甚高。

如欲了解更多万用自动锁螺丝欢迎至以下连结:https://youtu.be/vFYhYhmAd84,力觉快换夹爪方案:https://youtu.be/DP9Tt1KAEOA