UR helpt tool dubbele productie van componenten te meten

Kiezen om meer technologieën toe te voegen in plaats van meer lichamen

De in Tacoma, Washington gevestigde Tool Gauge vervaardigt metalen en kunststof precisiecomponenten en assemblages voor de lucht- en ruimtevaartindustrie. Het produceren van deze arbeidsintensieve producten in een krappe personeelsmarkt brengt aanzienlijke uitdagingen met zich mee. Met langlopende klantcontracten waarover niet opnieuw kan worden onderhandeld, schakelde Tool Gauge over op automatisering om de arbeidskosten te verminderen en te beheersen. Twee collaboratieve robots van Universal Robots hebben dat doel bereikt, terwijl ze ook het afval verminderden en de productkwaliteit verbeteren.

En terwijl de behoefte aan extra werknemers voor repetitieve, ongewenste banen werd verminderd, vond Tool Gauge ook nieuwe mogelijkheden voor werknemers om waarde toe te voegen, de veiligheid te verbeteren en werkplezier te vergroten.

Jim Lee, algemeen directeur van Tool Gauge, wordt geconfronteerd met de grimmige realiteit van zakendoen op een wereldwijde markt.

Hoewel het bedrijf dicht bij veel van zijn klanten in de Pacific Northwest staat, kunnen deze klanten overal ter wereld zaken doen, ook op veel goedkopere arbeidsmarkten.

"Het werd ons duidelijk dat de manier waarop we kunnen concurreren niet is door meer lichamen toe te voegen, maar door meer technologie toe te voegen en vervolgens meer waarde toe te voegen met behulp van die technologie", zei hij.

De contracten met een vaste prijs van het bedrijf kunnen vijf tot zeven jaar worden verlengd, zonder de mogelijkheid om opnieuw te onderhandelen, zelfs als de arbeidskosten stijgen. Tool Gauge moest efficiëntie inbouwen en ontdekte dat cobots van Universal Robots (UR) de perfecte oplossing waren.

Lee beschreef de drie belangrijkste voordelen van de collaboratieve robots van UR. “We hebben voor Universal Robots gekozen omdat het cobots zijn:we waren altijd een beetje bang om automatisering te gebruiken omdat er een enorme kapitaalinvestering is, maar dat is niet het geval met de Universal Robots. Ten tweede waren we bezorgd over het afschermen van delen van onze productie om in automatiseringscellen te plaatsen, wat we niet met UR te maken hebben. En drie:we kunnen de UR-cobots configureren om honderden verschillende dingen te doen; ze zijn zeer configureerbaar en gemakkelijk te verplaatsen. Dus voor ons was het echt de enige oplossing.”

Geïmplementeerde Cobot Drives Onmiddellijke Terugkeer

Tool Gauge heeft twee UR-cobots geïnstalleerd om repetitieve, arbeidsintensieve toepassingen aan te pakken in zowel de metalen als de plastic onderdelenafdeling.

Aan de metalen kant werd een gemakkelijk beschadigd koperen machinaal bewerkt onderdeel geproduceerd door een volledig verzorgde gezel CNC-machinist om eenvoudig onderdelen van de CNC-trechter te trekken, schoon te maken, af te spoelen, te drogen en in dozen te doen. Nu passeren de onderdelen een naderingssensor die een signaal stuurt naar een UR3-cobot om ze op te pikken. De cobot plaatst onderdelen in een spoelbad en houdt ze vervolgens voor een droger, waarna ze in afzonderlijke kartonnen cellen vallen.

Tool Gauge kon de palletiseerwizard gebruiken die in de UR-cobot is ingebouwd om de robot eenvoudig te programmeren om elk onderdeel in een rasterpatroon in een open cel in de doos te laten vallen.

"Toen we de Universal Robot op zijn plaats zetten, was dat een besparing van $ 9.000 op de verminderde arbeidsbetrokkenheid bij de allereerste bestelling, en we verwachten dat dit in de toekomst meerdere keren zal gebeuren", zei Lee, die niet langer de talenten van zijn machinist verspilt maar kan hem laten focussen op projecten met een hogere waarde, zoals het instellen en programmeren van de CNC-machines.

Cobot verdubbelt productie

Op de spuitgietafdeling wordt een UR5-robot gebruikt voor een ingewikkelde kunststof extrusie-assemblage, die eindkappen voor een plastic paneel oppakt en door een lijmdispenser beweegt.

Na het correct doseren van de lijm in de eindkap, plaatst de UR5 het onderdeel in een actuator op een tafel waar het onderdeel wordt geklemd. Een operator neemt het dan over, inspecteert de verlijming en verwijdert het onderdeel. Voor deze taak waren vroeger vier operators nodig om ongeveer tweehonderd eenheden per dag te produceren. Nu vereist de geautomatiseerde applicatie één operator die met de UR5-cobot werkt om vierhonderd eenheden per dag te produceren.

De bindingsoperatie had ook een vrij hoog afwijzingspercentage. Steven Ouzts, productie-ingenieur van gereedschapsmeters, legt uit:"Elke keer dat u met lijm werkt, zijn er zoveel variabelen die de resultaten van uw product negatief kunnen beïnvloeden, dus we wilden overschakelen van door mensen aangebrachte verlijming naar robot-aangebrachte verlijming om te profiteren van de herhaalbaarheid die een robot geeft. Onze afvalpercentages zijn verlaagd van 15 procent naar slechts drie procent.”

Lee toegevoegd:"Wat ik dacht dat een van de moeilijkste montagehandelingen zou zijn - een robot gebruiken om lijm aan te brengen op een zeer complex oppervlak - werkt heel, heel goed."

Naast de arbeidsbesparing benadrukt Lee ook de kwaliteit en consistentie van de robotbinding, en het feit dat het operators de tijd geeft om de binding te inspecteren in plaats van het onderdeel zo snel mogelijk te produceren.

Het was niet alleen moeilijk voor een menselijke operator om lijm elke keer op precies dezelfde manier af te geven, mogelijk letsel was ook een punt van zorg.

Ouzts zei:"Het gebied waar de lijm moet worden aangebracht, is ongelooflijk smal, dus na verloop van tijd zagen operators vermoeidheid in hun handen."

Deze vermoeidheid is nu verleden tijd.

“Het is heel fijn om de Universal Robot in die cel te hebben, omdat hij zo veilig is. Je hoeft je geen zorgen te maken over verwondingen als gevolg van deze cobot,” zei hij.

Repetitive-Motion Blessures omlaag

Debbie Lee, CEO van Tool Gauge, zei dat het bedrijf extra besparingen heeft gerealiseerd door een afname van het aantal blessures door repetitieve bewegingen.

"We hebben een vermindering gezien van de claims voor arbeid en industrie op onze productievloer, aangezien robotica deze monotone taken overneemt", zei ze, eraan toevoegend dat de robots Tool Gauge in staat hebben gesteld om jongere werknemers aan te spreken, wat een wervingsvoordeel biedt voor recente afgestudeerden die met spannende, interessante technologieën willen werken. "Werken met de cobots is iets dat ze leuk vinden, het is meer een bekwame hobby, in plaats van alleen maar binnen te komen en een machine te besturen."

Eenvoudige programmeersleutel voor sommige werknemers

Vóór de Universal Robots had productie-ingenieur Ouzts minimale robotervaring - slechts enige tijd op de universiteit met behulp van een traditionele, niet-intuïtieve SCARA-robot.

Dus de gemakkelijke UR-programmeerervaring was een enorm voordeel, zei hij. "Bij het overschakelen naar Universal Robots, trok de intuïtieve aard van de grafische gebruikersinterface me echt aan. Ik waardeer echt hoe alle termen in de software in lekentaal zijn. Ik kan ze veel gemakkelijker begrijpen en weet precies hoe de code van begin tot eind loopt, en ik krijg grafisch zeer goede positieve feedback over wat mijn acties de robot zullen laten doen."

Een ander voordeel van de Universal Robots is hoe eenvoudig het is om digitale en analoge ingangssignalen aan te sluiten op een schakelkast.

Ouzts ontdekte dat het gebruik van de naderingssensor net zo eenvoudig was als het aansluiten van de draden op een van de 12-volt digitale ingangen, het selecteren van het I/O-scherm op de leerhanger van de UR3 en wachten op een signaal van de sensor om de cobot te vertellen wanneer het tijd is om een ​​onderdeel op te halen.

Medewerkers verwelkomen Cobot-collega's

Een van de eerste redenen waarom Tool Gauge naar automatisering keek, was om ernstige arbeidstekorten aan te pakken. Het bedrijf keek naar de noodzaak om maar liefst honderd nieuwe werknemers in dienst te nemen die simpelweg niet beschikbaar waren op de krappe arbeidsmarkt in de Pacific Northwest.

Met de UR-cobots kan het bedrijf dat aantal halveren, terwijl het werknemers kan inhuren voor banen die ze willen.

"We kwamen erachter dat de mensen die het werk deden dat de robot zou doen, heel blij waren dat ze dat werk niet meer hoefden te doen", zei Lee. “Ik denk dat we veel meer gaan bestellen omdat mensen graag naast de robots werken. Ze zijn stil en erg voorspelbaar in termen van wat ze produceren en het aantal dingen dat ze kunnen doen. Als je al onze medewerkers zou vragen of ze zich zorgen zouden maken over het werken naast een Universal Robot, dan zou dat nadrukkelijk 'absoluut geen' zijn.”

ROI sneller dan verwacht

In de lucht- en ruimtevaartindustrie, waar productontwerpen 20 of 30 jaar onveranderd kunnen blijven, zijn de verwachtingen voor het rendement op kapitaalinvesteringen langer dan in veel andere industrieën. Lee dacht aanvankelijk dat een rendement van drie of vier jaar op de robotinvestering goed zou zijn. Hij was aangenaam verrast door de Universal Robots, met een ROI van 50 procent op de UR5 in het eerste kwartaal van productie, en vergelijkbaar voor de UR3, en met een verwachte terugverdientijd voor beide robots onder een jaar. "Daar zijn we erg blij mee", zei hij.

Het vermogen van de cobots om gemakkelijk te worden verplaatst en geherprogrammeerd voor aanvullende processen, met gemakkelijke veranderingen van end-of-arm-tooling, laat Tool Gauge een breed scala aan taken bekijken waar cobotvoordelen processen en output kunnen verbeteren.

Zo zouden traditionele robots op spuitgietmachines kunnen worden vervangen door collaboratieve robots en zouden cobots persen en andere bewerkingstaken kunnen verzorgen, evenals de eindmontage.

Hoe eenvoudig het ook is om de cobots naar nieuwe toepassingen te verplaatsen, ingenieur Ouzts kijkt ernaar uit om meer Universal Robots binnen te halen om extra grote volumes aan te nemen, waaronder een voor klinken en assemblage.

"Voor één bepaald onderdeel moeten 20 klinknagels worden geïnstalleerd, en omdat het zo'n groot volume is, zagen we daar meteen een toepassing voor een robot", zei hij. "We kunnen een semi-automatisch klinknagelpistool aan het uiteinde van de arm hebben dat al het klinken voor ons kan doen. We zijn van plan dit bij de spuitgietpers te doen, zodat dit onderdeel dat gebied nooit hoeft te verlaten voor secundaire bewerkingen.”