High-Mix/Low-Volume-fabrikanten zijn een goede plek voor samenwerkende robots

Collaboratieve robots worden steeds aantrekkelijker voor fabrikanten die flexibele oplossingen nodig hebben voor hun groeiende productmix, maar mogelijk niet over de omvang van het werk of de kapitaalbronnen beschikken die nodig zijn om grotere investeringen in automatiseringssystemen te rechtvaardigen.

Deze collaboratieve robots, gewoonlijk "cobots" genoemd, kunnen taken uitvoeren met minimale programmering en zich aanpassen aan variaties in positie en grootte van onderdelen. Mensen werken zij aan zij met cobots om de behoefte aan op maat gemaakte opspanningen die high-mix, low-volume (HMLV) werk inefficiënt kunnen maken, te verminderen. Cobots kunnen ook terecht op de werkvloer waar het werk is.

Het Purdue Manufacturing Extension Partnership heeft fabrikanten geïdentificeerd die veel te winnen hebben bij de acceptatie van cobots. Investeren in collaboratieve robots kan het meest zinvol zijn voor:

• Fabrikanten van 50 tot 500 werknemers met een familieproductmix
• Eigenaren die op zoek zijn naar een snelle terugverdientijd op kapitaalinvesteringen (bijv. 6 maanden)
• Managers die geen diensten kunnen invullen, maar wel medewerkers kunnen herschikken naar functies met meer toegevoegde waarde
• Operators met repetitieve of gevaarlijke banen

Mede dankzij het werk van het Measurement Science for Manufacturing Robotics-programma binnen het National Institute of Standards and Technology's (NIST) Engineering Laboratory (EL), zijn collaboratieve robots nu kleiner, lichter en gemakkelijker voor kleine en middelgrote fabrikanten (SMM's). ) om de interoperabiliteit binnen werkcellen te integreren en te verbeteren.

Beschouw een cobot als een afstandsbediening voor een winkelvloeroperator

Volgens MIT-onderzoek is samenwerking tussen mens en robot 85 procent productiever dan mensen of robots die alleen werken. De cobot werkt ongeveer als een assistent voor de medewerker.

Pure robotica vereist ongelooflijke hoeveelheden programmering en sensoren om rekening te houden met de vele mogelijke variabelen. Het is bijvoorbeeld veel kosteneffectiever voor een persoon om onderdelen naar een robot te brengen en te presenteren voor subassemblage of lassen dan om de robot te trainen om ergens anders in een faciliteit te gaan - met alle veiligheids- en omgevingsfactoren die erbij betrokken zijn - om materialen te verzamelen en te doen de baan.

Cobots daarentegen werken met software voor veel machines en applicaties, wat betekent dat ze snel opnieuw kunnen worden ingezet om flexibiliteit aan de operaties toe te voegen. Ze zijn ook lichtgewicht maar betrouwbaar. Veel cobots hebben garanties die voldoende operationele uren inhouden om meerdere jaren ononderbroken te werken.

De drie meest voorkomende soorten cobots zijn:

1. Vaste basis – vaak een enkele arm die repetitief werk doet met onderdelen en gereedschappen.
2. Mobiel – vooral handig voor pick-and-place-taken en snelle omschakelingen.
3. Draagbaar – zoals exoskeletten, waarmee de gebruiker de voordelen van mens-zijn en de kracht en het uithoudingsvermogen van een machine kan benutten.

Samenwerkende robots kunnen worden geprogrammeerd om veel toepassingen uit te voeren

Taken variëren sterk met HMLV-werk, wat uitdagingen oplevert voor de productiviteit en de algehele efficiëntie van de apparatuur. Maar HMLV-werk omvat vaak nog steeds eentonige routines die kunnen leiden tot fouten en repetitieve bewegingen die spanningen en verwondingen voor werknemers kunnen veroorzaken.

Enkele van de vele toepassingen waarvoor collaboratieve robots worden gebruikt in HMLV-winkels zijn:

• Machineonderhoud – Dit is het meest voorkomende gebruik van cobots, ter vervanging van de repetitieve taken van het verzamelen en plaatsen van onderdelen of gereedschappen.
• Adaptieve montage – De flexibiliteit van een cobot maakt het mogelijk om een ​​schroef aan te draaien, een bout aan te draaien, een onderdeel vast te klikken, lijm aan te brengen en meer.
• Onderdelen en producten inspecteren –  Robots ervaren niet de mentale vermoeidheid die menselijke inspecties beperkt, en robots kunnen deze taak veel sneller uitvoeren wanneer ze zijn uitgerust met meerdere camera's en/of sensoren met een hoge resolutie.
• Lassen – De flexibiliteit van cobots blijkt uit hun steeds vaker voorkomende gebruik voor puntlassen en booglassen. Er is een groot tekort aan gecertificeerde lassers; verwacht dat dit gebruik zal blijven toenemen.
• Verpakking en verzending – Taken variëren van het aanbrengen van krimpfolie tot het in dozen doen van onderdelen en het laden van pallets. Cobots zijn goede kandidaten voor het uitvoeren van zware hijstaken.

De veelzijdigheid van cobots is een van de meest aansprekende voordelen voor HMLV-werk. Het is alsof je een medewerker hebt die veel verschillende, vaak onaantrekkelijke taken kan beheersen.

Uitdagingen bij het implementeren van collaboratieve robots

NIST Labs blijft werken aan uniformiteit voor cobots, zodat systemen met schijnbaar identieke specificaties op een herhaalbare en zinvolle manier kunnen worden gemeten, geëvalueerd en vergeleken.

Elena Messina, een groepsleider bij de NIST EL's Intelligent Systems Division, geeft deze inzichten in uitdagingen voor een toenemend gebruik van cobots:

• SMM's zijn zich misschien bewust van trends en potentiële voordelen van robotica, maar ze aarzelen vaak om te investeren zonder zekerheid van succes.
• Zelfs met commercieel beschikbare technologieën kunnen fabrikanten aan hun eigen middelen worden overgelaten om te bepalen of een collaboratieve robot daadwerkelijk zal presteren zoals verwacht. SMM's hebben mogelijk geen speciale programmeur en de complexiteit van de programmering verschilt per cobot-OEM.
• Het is essentieel om een ​​duidelijk gedefinieerd resultaat te hebben om een ​​goede integratie en implementatie te bereiken. Anders kan integratie een meer doorlopende uitgave worden dan verwacht.

Collaboratieve robots hebben ook beperkingen, waaronder:

• Ze werken vaak met een lagere snelheid dan standaard automatisering.
• Veel cobots hebben een beperkt laadvermogen en een beperkt bereik, hoewel er enkele modellen beschikbaar zijn die deze gebieden aanpakken.
• Cobots voor sommige gevaarlijke toepassingen hebben mogelijk extra veiligheidsinfrastructuur nodig, zoals kooien of gebiedsscanners.

MEP-centra kunnen u helpen profiteren van cobots

Fabrikanten kunnen profiteren van de traditionele waardepropositie van robots die cobots bieden:het uitvoeren van repetitieve taken die menselijke werknemers vrijmaken om complexer werk te doen. Bovendien kunnen cobots aanzienlijke besparingen opleveren in vergelijking met automatiseringssystemen en positioneren ze fabrikanten voor toekomstige innovatie.

Collaboratieve robotica kan een intimiderende grens zijn voor SMM's, vooral voor degenen wiens vroege inspanningen met automatisering en digitale technologieën niet goed gingen. Uw lokale MEP-centrum kan u begeleiden bij het implementeren van collaboratieve robots en u helpen een weloverwogen beslissing te nemen over uw investering.