Job Shop automatiseert het gebruik van Cobot Arm

Automatisering van de machinebesturing komt steeds vaker voor in jobshops in de Verenigde Staten en neemt verschillende vormen aan, van eenvoudig tot complex. Voor veel van deze winkels kan het automatiseringssysteem in toenemende mate iets zijn dat niet veel ruimte op de productievloer in beslag neemt, geen grootschalige integratie vereist en de flexibiliteit heeft om gemakkelijk te worden hergebruikt voor toekomstige taken. BIC Precision Machine Co. Inc. is een voorbeeld:automatisering nam hier de vorm aan van een cobotarm.

Afgelopen februari besloot de banenwinkel in Blancchester, Ohio om een ​​zeer arbeidsintensieve terugkerende opdracht te automatiseren. In het verleden laadde en lost één medewerker onderdelen van twee Doosan-draaibanken die loodrecht op elkaar stonden, waardoor siliciumijzeren kernen werden geproduceerd die worden gebruikt in spoorwegbeveiligingsapparatuur. De korte cyclustijd zorgde ervoor dat werknemers de hele dag in cirkels ronddraaiden terwijl ze de machines verzorgden.

Om de fysieke belasting van dit werk te verlichten, monteerde de winkel eerst de machinedeuren om automatisch te openen, installeerde vervolgens een voetpedaal en een handpalmknop om de boorkop te openen en te sluiten, maar het repetitieve karakter van het werk was nog steeds zwaar voor de werknemers. Om de zaken nog erger te maken, kreeg de winkel te maken met kwaliteitsproblemen toen medewerkers in en uit die positie werden verplaatst in opdrachten van een week.

"We draaiden de klok rond in twee ploegen op deze onderdelen en we kregen klachten", zegt Foreman Shawn Allen. "Medewerkers hadden een hekel aan het laden en lossen van de twee machines."

Gewapend met automatisering

Om dit probleem op te lossen, heeft B.I.C. geïnvesteerd in de OB7 collaboratieve robotarm van Productive Robotics, die werd geleverd door Absolute Machine Tools. De OB7 is een onafhankelijke zeven-assige cobot met een bereik van 1000 mm en een laadvermogen van 11 pond met een herhaalbaarheid van ± 0,1 mm.

De mogelijkheid voor de cobotarm om veilig naast de medewerkers van B.I.C. te werken zonder dat er veiligheidshekken nodig waren, was erg belangrijk voor het bedrijf omdat het niet wilde dat automatisering een menselijke baan zou vervangen. In plaats van dat werknemers hun week besteden aan repetitieve laad- en lostaken, kunnen ze nu onderdelen voor de cobotarm in scène zetten en ook interessanter werk doen, zoals kwaliteitscontroles op de onderdelen met nauwe toleranties.

Om de robot in de draaibankcel te integreren, werkte Absolute samen met B.I.C. om de machines evenwijdig aan elkaar te plaatsen zodat de cobotarm tussen de machines kon komen te staan. Met behulp van een op maat gemaakte pneumatische grijper, ontworpen door Absolute, ontlaadt de cobot de kern van de eerste draaibank en plaatst deze in het onderste speciale opstelstation bij de deur van de tweede draaibank. De cobotarm gaat dan terug naar de eerste draaibank en grijpt en laadt een onbewerkte kern die in het enige stagingstation van de draaibank wacht. De cobotarm beweegt terug naar draaibank twee, waar de grijper het voltooide onderdeel verwijdert en in het bovenste opstelstation plaatst voordat de machine wordt geladen met de kern die op het onderste station wacht. Ten slotte neemt de cobotarm het voltooide onderdeel van het bovenste opstelstation en plaatst het op een bak met voltooide kernen. Dit proces stelt de cobotarm in staat om toegang te krijgen tot maar liefst 20 kernen in één proces, dat ongeveer een half uur duurt voordat een medewerker nodig is om nieuwe kernen te draaien en de voltooide kernen naar een laatste freesbewerking te verplaatsen.

Terwijl B.I.C. is tevreden met het eindresultaat van de cobot-integratie, de eerste installatie kostte wat moeite. De eerste uitdaging was om het onderdeel consequent vast te pakken. Omdat de siliciumijzerkern begint als een smeedstuk, zijn de onderdelen inconsistent van vorm. Om dit te verhelpen, bedacht Absolute een op maat gemaakte pneumatische grijper om de originele elektronische grijper van de cobotarm te vervangen. De tweede uitdaging was het enorme aantal locaties - 10 in totaal - dat de winkel nodig had om de cobotarm te leren om de hierboven beschreven acties uit te voeren. Gelukkig is de OB7 niet geprogrammeerd zoals traditionele robots. In plaats daarvan gebruikt het programmeren een Samsung-tablet met een applicatie in de leermodus die het pad van de cobotarm volgt en nabootst.

Burns zegt dat het tijd kostte om de juiste programmering en grijper te vinden - zelfs "eenvoudige" automatisering zoals een cobot was niet meteen een succes. Het vermijden van herhalingsmoeheid en het voldoen aan de strikte tolerantie-eisen hebben de automatisering echter de moeite waard gemaakt, zegt ze.