案例研究:可有效节省人力成本,同时提升检测精度。(山口制造有限公司)。

山口制作所员工
山口製作所外観
Yamaguchi Manufacturing 引进川崎重工提供的 “视觉检测机器人系统”。

Yamaguchi Seisakusho 成立于 1950 年,是一家精密零件制造商,将于 2025 年庆祝成立 75 周年。该公司是战后根据其祖父在军需品工厂的工作经验成立的一家独立公司。该公司注重研发,推出了日本第一台微成型机,并随着战后的技术革新不断发展壮大,1989 年进军中国大连,成为第四家进军中国的日本公司。目前,公司主要专注于树脂业务,需求不断扩大,尤其是在汽车行业。该公司的质量方针是 “无后置工序”,并在生产现场对质量做出全面承诺。

作为这些努力的一部分,该公司于 2024 年引进了川崎重工的外观检测机器人系统。我们向该公司了解了首次使用手臂型机器人的该系统的引进背景及其效果。

提高检查的复杂性,增加推出新产品所需的人力资源

山口製作所外観検査目視の様子

首次考虑视觉检测自动化的是一种已投入批量生产的新型内透镜产品。该产品是用于汽车外观设计部分的部件,与隐藏在汽车内部的传统部件不同,它对外观质量的要求很高,不能容忍微小的异物、划痕或变形。

Yamaguchi Manufacturing 以前曾进行过目视检查,但认为除了新产品复杂的曲面形状外,还很难确保检查员具备必要的检测技能。检查员手动拿取零件,检查表面、背面、侧面和字符,但检查工作非常复杂,每个零件的检查时间超过 15 秒。技术二部的 Watanabe 说:”确保和培训技术人员也需要大量时间,在人力资源长期短缺的情况下,很难建立稳定的检测系统”。

以前的系统和挑战

山口製作所渡辺氏

在引入该系统之前,制造和技术部门负责生产,而质量保证部门负责目视检查。然而,该系统无法实现即时响应,故障信息要到第二天才能得到反馈。依靠人眼的检查过程也面临着判断不一致和周期时间限制等问题。

特别是,新产品需要在周期内同时检查四个单元,如果所有检查项目都由人工完成,时间就会不够。渡边先生回忆说:”我们面临的挑战是如何在自动检测和制造技术控制之间划清界限,并调整检测标准。

引进视觉检测机器人系统的决定性因素

引进机器人系统的主要原因之一是 “处理的多功能性”。之所以决定使用机器人,是因为希望该系统能够处理各种各样的产品,因为即使将来产品种类发生变化,也只需更改设置即可继续进行视觉检测。

关于视觉检查机器人系统,我们在网上收集信息后咨询了一家贸易公司,并了解到川崎重工的系统。’关于检测相机,我们比较了几家公司,但关于机器人,我们没有进行比较,因为考虑到与线扫描相机的兼容性,我们认为只有具备’高速脉冲输出功能’的川崎机器人才能满足我们的要求。

山口製作所野中氏

‘在选择产品时,重点是能够在成型周期内完成检测,同时满足基于客户图纸的检测标准。参与引进机器人系统的质量保证部 2 科 Nonaka 先生说:”机器人能够高速执行复杂的动作,这是我们决定引进该系统的决定性因素。

引进时的反应和结构

虽然在引进该系统时,山口制作所内部没有机器人专家,但主要由 *FA 人员与 SIer 协调处理。由于他们还不习惯操作机器人,即使是现在,他们也不会在现场不必要地接触机器人,如果出现问题,也会由工厂自动化人员进行应对。
在制定检查标准时,在川崎重工的实验室和现场进行了调整,为了在周期时间内进行处理,只对重要项目进行设置,而不是涵盖所有项目。

*FA:工厂自动化

实际效果和反馈

自引入该系统以来,已经过去了六个月,目前该系统由一个两人小组负责操作。关键绩效指标包括检测准确率和缺陷数量记录。

山口製作所ロボットでの外観検査中
山口製作所、外観検査の操作画面

该系统的引进减少了三名检查员的劳动成本(每年约 1300 万日元)。以前需要一到两天才能得到的缺陷反馈现在可以立即提供,而且缺陷可以在成型后立即发现,从而可以停止生产线并进行改进,这也减少了生产损失。检测工时每月减少 297 小时。

高速脉冲输出功能可对曲面产品进行高速目视检测,这一功能自推出以来一直备受好评。此外,该系统还能准确检测出灰尘和因静电而附着的微小碎屑颗粒,这是一个意想不到的结果。

未来展望和要求

山口製作所取締役副社長の山口氏

执行副总裁 Yamaguchi 先生说:”今后,我们希望推动自动检查的引进,包括在海外工厂的引进”。”特别是,我们希望建立一种系统,可以用一台设备处理小批量的各种产品,并最终将该系统配置为可以对多种产品进行交替检查。

至于对川崎重工的要求,他希望该公司开发出移动更灵活的机器人和安装更简便的通用系统,因为今后零部件的形状会变得更加复杂。公司还打算开发一套教育系统,使现场工人能够参加川崎重工的机器人学校。

机器人在 “故障检测 “中发挥着重要作用。

Yamaguchi Manufacturing 认为该系统在 “检查过程中的故障检测 “中发挥着重要作用。如果要将该系统介绍给其他公司,他们会推荐 “川崎机器人的高规格、可靠性和服务质量”。

今后,机器人视觉检测仍将是该公司的重要选择,因为很难应对质量要求严格的产品,也很难确保稳定的人力资源。