Cobot helpt Molder tempo te houden

Toen de medewerkers van Wisconsin Plastics Inc. (WPI) hun nieuwe collega, een UR5-collaboratieve robot, of cobot, van Universal Robots, Ann Arbor, Michigan voor het eerst ontmoetten, zagen ze een bedreiging voor hun baan. Tegenwoordig zien ze een mogelijkheid om efficiënter te werken.

"Aanvankelijk maakte iedereen zich zorgen over de robots die ze zouden vervangen", legt Carl Bartle, fabrieksmanager, uit. "Toen ze zich realiseerden dat de robot er was om hun eigen efficiëntie te helpen, was er veel opwinding."

WPI, gevestigd in Green Bay, is een contractfabrikant met de nadruk op spuitgieten en assemblage, inclusief een eigen lijn dispensers voor papieren handdoekjes. Game om te zien hoe een collaboratieve robot in zijn bedrijf zou kunnen passen, richtte het bedrijf zich op een bestaand product - een van de meest gecompliceerde in feite - als een testcase voor de integratie van een cobot.

"We hebben een van onze meer gecompliceerde assemblagelijnen voor de cobot gekozen", zegt Bartle, "een met de meest intense menselijke interactie en de meest variabele snelheid. We dachten dat als we dat konden, we alles konden doen, dus gingen we voor de eerste.”

PAS BLIJVEN

Een belangrijk concept voor WPI gedurende het hele proces was tempo. Niet per se om werkgevers sneller te laten werken, maar om een ​​proces te creëren dat een constante, herhaalbare productiesnelheid handhaaft. De handdoekdispenserlijn, waar de cobot getest zou worden, zag voorheen onderdelen in één gebouw spuitgegoten, verpakt en aan de overkant van de straat verplaatst naar de assemblagefaciliteit. Bartle gaf toe dat dit op verschillende niveaus inefficiënt was, maar merkte ook op dat het minder ingewikkeld was dan proberen een grote assemblagelijn naast een vormmachine te plaatsen. Het beschermde met name tegen een inherent risico met dat soort inline-assemblagescenario's:"Als je op een dag te weinig assemblagemensen hebt, kun je misschien niet de hele lijn runnen", zegt Bartle. “Terwijl ik de spuitgietmachine apart heb, kan ik in ieder geval de onderdelen draaien. Ik sluit de zaken niet af omdat ik een persoon te kort kom op het gebied van montage."

Een van de voordelen die cobots claimen, is dat ze geen "harde" bewaking nodig hebben om menselijke werknemers in de omgeving te beschermen. In dit geval is de cobot echter grotendeels geïsoleerd van waarschijnlijke menselijke interactie.

In de cobot-gecentreerde opstelling integreerde WPI de twee injectiemachines die het lichaam en het deksel van de dispenser maken. Naast elkaar vormen ze onderdelen die naar een centraal montagestation worden getransporteerd. De UR5 cobot haalt onderdelen uit de machine en plaatst deze op een tampondrukarmatuur, waar een klantlogo wordt aangebracht. Vervolgens schakelt de robot de behuizingen om naar een tweede tampondrukarmatuur, waar een tweede klantlogo wordt bedrukt. De cobot draait vervolgens en plaatst de onderdelen op een transportband voor de eindmontage (zie een video van de cel in actie op short.ptonline.com/WPI of hieronder).

"Door de robot er tussenin te plaatsen, konden we de assemblagelijn echt verkleinen", zegt Bartle, "omdat de cobot meerdere taken kan uitvoeren in minder ruimte dan nodig zou zijn met een menselijke assemblagelijn."

WPI bracht een nieuwe tampondrukker voor de cel aan en liet een aantal speciale integratie-inrichtingen bouwen om de robot te helpen. De machines draaien mallen met twee holtes, dus wanneer onderdelen worden verwijderd, worden ze op een armatuur geplaatst die roteert zodat de robot vanuit één richting kan grijpen in plaats van meerdere richtingen. Nadat hij het eerste deel op het armatuur heeft geplaatst, zwaait de robot terug en grijpt het tweede deel.

De menselijke voetafdruk in de cel is nu aanzienlijk kleiner, merkt Bartle op, omdat er geen montagetafels meer nodig zijn, omdat werknemers componenten direct vanaf een transportband combineren. “De tampondruk en de cobot – die integratie gebeurt allemaal in een heel kleine ruimte – en dan wordt de cobot overgedragen aan de lopende band”, legt Bartle uit. "Dus ik heb niet echt een vermindering van vierkante meters, maar je gaat van een extreem lineaire lijn naar een zeer kleine, korte lijn die niet veel verder reikt dan de voetafdruk van de machine zelf."

WPI heeft een toename van de doorvoer gezien, omdat, zoals Bartle uitlegt:"Als je de robot de cadans laat besturen, mensen dat tempo consistenter kunnen aanhouden." Machines kennen maar één snelheid, of ze kunnen in ieder geval zo worden ingesteld dat ze op een specifieke, consistente snelheid draaien. "Het menselijk tempo gaat de hele dag op en neer", zegt Bartle. “Dit stelt ons in staat om constant in het tempo van de machine te werken. De cobot kan dat tempo aan, en dan houden de mensen dat tempo natuurlijk ook aan. De cobot versnelde niets, hij werkt gewoon constant in hetzelfde tempo. Er is minder afleiding voor de robot.”

MEER COBOTS KOMEN

Nadat ze de aanvankelijke angst over de cobot hadden overwonnen, omarmden de werknemers van WPI de technologie meer dan en zochten ze er extra werk voor, niet minder. "Het team dat we hebben samengesteld om dit uit te testen, was erg actief in het bedenken van manieren om de robot nog meer te gebruiken dan we oorspronkelijk hadden gepland", zegt Bartle. "Het waren de monteurs aan de lijn die met ideeën kwamen:'Wat als we de robot in deze richting plaatsen en hem vanaf hier laten grijpen?' En:'Wat als hij hem hier op de transportband zet versus daar?' Ze waren erg interactief in het proces en ze zijn erg trots op waar ze deel van uitmaken.”

De integratie is zo succesvol geweest dat WPI nu van plan is om de komende jaren nog vier UR-cobots binnen te halen, aldus Bartle. Ondanks het algehele succes, ziet hij één aspect van cobotintegratie dat WPI de volgende keer zou veranderen:"Ik zou het productieteam, de montageploeg, de ploegleider en onze winkeltechnici zeker eerder bij de opzet betrekken, omdat veel van hun ideeën waren wat het echt naar een hoger niveau tilde.”

In de toekomst overweegt WPI om cobots te gebruiken om onderdelen van de ene naar de andere locatie te verplaatsen, evenals voor het verpakken van afgewerkte assemblages. "Misschien kunnen we een van die banen stroomlijnen die meestal een saaie baan met weinig vaardigheden is waar mensen gemakkelijk worden afgeleid", zegt Bartle, "zodat ik mijn geschoolde arbeidskrachten kan nemen en ze kan toepassen op meer uitdagende banen."

Zo ziet WPI de rol van automatisering in de toekomst steeds vaker:meer halen uit de mensen die ze hebben versus minder mensen. "Dit is een kans voor ons om de manier waarop we ons personeelsbestand gebruiken te veranderen", zegt Bartle, "omdat het de saaie en vervelende taken van monteurs kan wegnemen en ze meer uitdagende taken kan geven, en tegelijkertijd enkele kansen biedt voor robotprogrammeurs. De cobot maakte individuen vrij om ze op andere lijnen te zetten, wat ons helpt groeien, want in deze tijd lijkt het erop dat we eerder personeel te kort hebben dan te veel.”

Vragen over automatisering? Bezoek de Robots Zone.