Cobots Stellen Donnelly Custom Manufacturing in Staat Mens-Automatisering Balans te Optimaliseren

Donnelly Custom Manufacturing is een korte-series, hoge-mix custom molder die meer dan 40 molwisselingen per dag uitvoert op zijn 37 spuitmachines om klanten te bedienen met lage-tot-middel-volume behoeften (zie eerdere artikelen in maart '15 en sept. '12). Een van de belangrijkste uitdagingen is leren waar en hoe taken te automatiseren die misschien maar een paar uur draaien.

Zoals president Ron Kirscht uitlegt, wordt deze lopende leercurve gedreven door een reeks recordverkoopjaren – $36,2 miljoen in 2018 – wat Donnelly's Alexandria, Minn., fabriek druk houdt, zelfs met de toevoeging van twee nieuwe pressen vorig jaar. "We moeten agiel zijn terwijl we ons kort-reeks expertise benutten om effectief te managen en tijd te besparen in kritieke processen, zowel opstellingen als productielopen," zegt hij.

Meer dan een decennium lang heeft Donnelly robotica toegevoegd, met Cartesian-stijl onderdeelverwijderaars op alle machines boven 140 ton geïnstalleerd. Deze robots vrijmaken werknemers voor hogere-waarde taken zoals lassen, decoreren en bewerken. In de afgelopen vijf jaar heeft het bedrijf collaboratieve robots, of cobots, verkend. Het begon met het installeren van twee Baxter cobots van de voormalige Rethink Robotics (nu uit de handel; de technologie werd overgenomen door de Hahn Group van Duitsland). Donnelly gebruikt ze voor simpele pick-and-place taken, zoals verpakken of spruiten knippen. "Dozen verpakken kost het equivalent van een halve operator tijd," merkt Kirscht op. "De Baxter kan het doen en tellen zonder de noodzaak om de dozen te wegen."

NAAR COLLABORATIEF

Vorig jaar verkende Donnelly wat verder potentieel cobots konden bieden in meer gesofisticeerde sequentiële operaties. Het bedrijf kocht zijn eerste UR5 cobot van Universal Robots. "We bezochten CNC bewerkingsbedrijven in onze regio die meerdere UR cobots gebruiken. We zagen dat ze meer capabel zijn dan de Baxter in snelheid, precisie en programmeergemak," zegt Jerry Bienias, Donnelly's vice-president operaties.

Donnelly zette de UR5 in om twee kleine inserts in een twee-caviteit mol te laden, daarna de onderdelen te verwijderen, de gates te knippen, en de onderdelen in buizen in een doos te droppen – vijf onderdelen per buis. De hele sequentie wordt voltooid binnen een 40-seconde cyclus, dankzij end-of-arm tooling (EOAT) ontwikkeld door Donnelly om de cobot alle operaties met een enkele EOAT te laten uitvoeren. Als resultaat vereist een cel die voorheen één en een halve operator nodig had, nu slechts een halve operator tijd. (Zie het in actie hier.)

Bienias zegt dat Donnelly waarschijnlijk blijft UR cobots gebruiken voor toekomstige aankopen. De Baxter cobot, niet meer op de markt, was niet geschikt voor insert laden vanwege arm schudden. "We houden nog steeds van de Baxter. Het was ons sprongplank in een nieuwe wereld van collaboratieve robotica," zegt hij.

Hoewel cobots geprezen worden om hun veiligheid om mensen, heeft Donnelly harde afscherming rond het EOAT gebied omdat de gemoldde onderdelen scherpe randen hebben die letsel kunnen veroorzaken bij onbedoelde contact.

Cobots worden ook geprezen om hun programmeergemak met een "lead-through teach" methode. Accurate opzet van de UR5 is essentieel voor insert laden. Een factor is de mol, verwarmd tot 380 °F, die uitdijt naarmate het opwarmt. De UR5, gemonteerd op wielen, is gebolt aan de pers, en een speciale opstel EOAT die de productieversie nauwkeurig nabootst, wordt gebruikt om de robot "te leren" waar de mol in de ruimte is door pennen op de mol te lokaliseren. Binnen vijf tot tien minuten is de cobot nauwkeurig genoeg georiënteerd om de inserts binnen een paar mils te plaatsen.

Hoewel Donnelly tevreden is met zijn evoluerende gebruik van cobots, wijst Kirscht erop dat "mensen de meerderheid van kritieke productietaken hier blijven uitvoeren. Automatisering helpt ons de aard van de taken die door mensen worden uitgevoerd beter te begrijpen, zodat we kansen kunnen identificeren om de juiste balans tussen mensen en automatisering te vinden."