Handgemaakte producten automatiseren met een robot?

Is het mogelijk om een ​​handgemaakt product te automatiseren?

Als we denken aan handgemaakte producten, denken we vaak aan op maat gemaakte, zeer ingewikkelde items waarbij elk stuk noodzakelijkerwijs uniek is. Veel producten worden echter met de hand gemaakt omdat de productieaantallen niet hoog genoeg zijn om volledige automatisering te rechtvaardigen.

In deze case study laten we zien hoe een groep onderzoekers van industriële kunststoffen een robot en RoboDK gebruikte om een ​​productieproces in kleine batches te automatiseren.

Het probleem met veel vormen van automatisering is dat je een consistent proces met een hoge doorvoer moet hebben. Zonder dit heeft het vaak geen zin om in automatisering te investeren, omdat u er niet zeker van kunt zijn dat u een rendement op uw investering zult behalen.

Als je een kleiner batchproject hebt, vraag je je misschien af ​​of het wel mogelijk is om te automatiseren.

Dit is het probleem dat een groep onderzoekers in industriële kunststoffen aanpakte met hun nieuwste robotica-project. Ze waren op zoek naar een kleine, kosteneffectieve manier om de montage van plastic hoelahoepspeelgoed te automatiseren.

Introductie van... ATS2i

De onderzoekers van het Franse bedrijf “Applications Thermoplastiques et Solutions Industrielles Innovantes” (ATS2i) voerden dit project uit. Het werd geleid door ingenieur Alexandre Temporel, die al meer dan 15 jaar in industriële kunststoffen werkt.

Het bedrijf is gespecialiseerd in het ontwerpen en engineeren van innovatieve industriële projecten, met specifieke expertise in de kunststofindustrie. Ze bevatten een breed scala aan productietechnologieën, waaronder 3D-printen, machinale bewerking en CNC.

ATS2i kijkt naar projecten in de hele levenscyclus van industriële projecten, van onderzoek en ontwikkeling en haalbaarheidsstudies tot aan ontwerp en prototyping.

Een deel van hun scope als bedrijf is om anderen te helpen hun bestaande industriële machines te moderniseren door middel van geavanceerde automatisering.

Dit is waar hun hoelahoep-roboticaproject om de hoek komt kijken.

Het project:hoelahoepproductie

Het project in kwestie omvatte de productie van plastic hoelahoepspeelgoed. Dit is een goed voorbeeld van een taak die meestal met de hand wordt uitgevoerd in veel situaties waarin kleine batches vereist zijn.

Het team van ATS2i heeft hun opstelling gemaakt als een test om te zien of robotica kan worden gebruikt om de assemblagefase van de hoelahoepproductie gemakkelijk te automatiseren.

Wat zijn hoelahoep?

Als je niet bekend bent met hoelahoepspeelgoed, hier is een inleiding...

Hoelahoep wordt al meer dan 2500 jaar als speelgoed gebruikt. Om de hoepel te gebruiken, draai je hem om je middel, ledematen of nek. Kinderen gebruiken ze voor spelletjes en volwassenen als een vorm van beweging of vermaak. Hoewel hoelahoep een lange geschiedenis heeft, zijn ze in de jaren vijftig enorm populair geworden.

De meeste moderne hoelahoepen zijn gemaakt van plastic buizen, hoewel ze traditioneel werden gemaakt van wilg, bamboe of stijf gras.

De complexiteit van het maken van een hoelahoep

Als een stukje techniek zijn hoelahoeps heel eenvoudig te maken. De plastic buis wordt in een cirkel gebogen en de uiteinden worden aan elkaar bevestigd, meestal door een plug met twee uiteinden in te brengen.

Hoewel ze eenvoudig te produceren zijn, worden hoelahoep niet altijd in een hoog volume vervaardigd. In tegenstelling tot de in massa geproduceerde versies, produceren kleinere ambachtelijke makers ze in kleine batches.

De taak om de uiteinden van de hoepels met elkaar te verbinden, is een goede kandidaat voor automatisering.

Het is een goed voorbeeld van een taak die vaak vereist is op andere gebieden van de kunststofproductie.

De robottoepassing:hoelahoepmontage

Het project van het team omvatte een eenvoudig gebruik van een collaboratieve robot. Als gevolg hiervan voerde het team de taak uit in de werkplaats zonder dat er extra veiligheidsmaatregelen nodig waren, zoals hekwerk of veiligheidssensoren.

Het installatie- en fabricageproces was redelijk eenvoudig.

De robotinstallatie

De opstelling bestond uit het volgende:

• Een samenwerkingsrobot van Universal Robots UR5.
• Een OnRobot-grijper.
• RoboDK voor robotprogrammering.
• Een rolbuigmal voor het buigen van de plastic buizen.

Het team integreerde deze componenten in een enkele robotcel die slechts zoveel ruimte in beslag nam als een tafelblad.

Het fabricageproces

Het proces om een ​​hoelahoep te maken omvatte aspecten van machineonderhoud (om de rolbuiger te verzorgen) en montage.

De stappen waren als volgt:

1. Pak de buis op en buig deze in de rolbuiger, zodat u verzekerd bent van een uitsteeksel van 1,5 mm.
2. Lijn de uiteinden uit.
3. Plaats het verwarmde glas, handig om de uiteinden van de plastic buis te smelten.
4. Druk de uiteinden van de buis samen en maak ze vast.
5. Wacht tot het plastic is afgekoeld voordat je het uit de machine haalt.

De robot programmeren met RoboDK

Alexandre Temporel en zijn team besloten om RoboDK te gebruiken om de robot te programmeren. De software is out-of-the-box compatibel met UR-robots en handig voor taken zoals deze.

Ze maakten eerst de setup binnen de software. Met de mogelijkheid van RoboDK om eenvoudig 3D-modellen toe te voegen, konden ze ook een model van de rolbuiger toevoegen. Dit maakte het gemakkelijker om de robot correct uit te lijnen met de machine.

Gezien het flexibele karakter van de plastic buizen, besloten ze dat het logisch was om de hoelahoep niet in de software te simuleren. Het zou de simulatie alleen maar ingewikkelder maken en was niet nodig om een ​​goed programma te maken.

Je kunt de resultaten van hun werk zien in deze video:

Hoe u hier lessen uit kunt trekken voor uw eigen toepassing

Er zijn veel manieren om robotica in uw proces te gebruiken, waarbij u niet alles hoeft te doen en alles te automatiseren.

Deze casestudy van ATS2i is een goed voorbeeld van een applicatie die eenvoudig te implementeren is en een repetitieve taak voor productie in kleine series verlicht.

Je zou zelfs kunnen beweren dat het product in wezen handgemaakt blijft, omdat de robot hetzelfde werk doet als de mens in dezelfde omstandigheden - d.w.z. de rolbuiger verzorgen.

Welke kleine taak zou u willen automatiseren? Vertel het ons in de reacties hieronder of neem deel aan de discussie op LinkedIn, Twitter, Facebook, Instagram of in het RoboDK-forum.