Winkel verdubbelt de productiecapaciteit met robotachtige machinebesturing

In een tijd waarin zorgen over robots die menselijke arbeid vervangen veel voorkomen, is het minder gebruikelijk om verhalen te horen over winkelmedewerkers die pleiten voor robots bij hun managers. Dat is het verhaal van Fusion OEM. Een inspanning onder leiding van medewerkers resulteerde in de adoptie van meerdere Universal Robots met eindeffectors van Robotiq, waardoor de arbeidskosten werden verlaagd.

Altijd op zoek naar inspiratie van zijn collega's in de industrie, volgde Fusion's hoofdmachinist, Davin Erickson, al jaren CNC-bewerkingskanalen op Instagram en YouTube. Hij was onder de indruk toen hij voor het eerst een robot een machine zag bedienen zonder kooien. Gezien de moeilijkheden van de winkel om nieuwe werknemers te vinden en aan te nemen en de eerdere ervaringen met omvangrijke industriële robots, bleef de interesse van dhr. Erickson gewekt.

Robotiq's Dual-Hand-E adaptieve grijpers verplaatsen bewerkte onderdelen van de ene bankschroef naar de andere in een van Fusion OEM's 14 CNC-machines.

"Toen zagen we deze collaboratieve robots overal op sociale media en op beurzen", herinnert hij zich. “We hebben geprobeerd onze CEO ervan te overtuigen dat dit geweldig zou zijn voor onze fabriek. Het kostte een paar pogingen, maar omdat het erg moeilijk was om hier goede menselijke hulp te vinden, hebben we in de zomer van 2018 eindelijk onze eerste robot verwelkomd.”

Automatisering van machine-tending bewerkingen

Het versterken van zijn mensen is wat CEO Craig Zoberis deed besluiten om Universal Robots en Robotiq te gaan gebruiken als partners voor het collaboratieve roboticaproject van de winkel. Zoberis herinnert zich het lezen van 'Lean Robotics', een boek van Robotiq CEO en mede-oprichter Samuel Bouchard. Hij beschrijft een van de argumenten uit het boek:dat robots het menselijk arbeidspotentieel helpen waarmaken. "In plaats van dat onze medewerkers elke 10 minuten machines laden en lossen, kunnen ze zich concentreren op machineprogrammering en andere taken met toegevoegde waarde", zegt hij.

Binnen minder dan een jaar werden vier robots ingezet bij Fusion OEM. De geautomatiseerde applicatie werkt als volgt:

1. Een UR5e- of UR10e-robotarm gebruikt Robotiq's Hand-E adaptieve grijper (enkele of dubbele opstelling) om een ​​onderdeel op te pakken dat wordt gepresenteerd op een aangepast nestsysteem.
2. De grijper opent de deur en plaatst het onderdeel in het spansysteem met behulp van Robotiq's Force Copilot-software.
3. De robot sluit dan de deur en stuurt een signaal naar de machine om de cyclus te starten.

Een Universal Robots UR10e sluit de deur van een bewerkingscentrum.

De Hand-E adaptieve grijper is ontworpen voor het nauwkeurig inbrengen van onderdelen met aanpasbare vingertoppen. "We kunnen de grijpers rechtstreeks op de pols van de robot aansluiten, feedback krijgen over positie en kracht en weten of er een onderdeel is waar er een moet zijn en of het het juiste onderdeel is", zegt R&D-manager Stephen Milchuck, die alleen een paar minuten om de Hand-E met zijn software-interface te gaan bedienen toen hij hem voor het eerst probeerde.

Fusion OEM heeft een van de twee vingertoppen van de grijper aangepast en in slechts enkele minuten op de aangepaste vingertoppen van de Hand-E gemonteerd.

Het plaatsen van een onderdeel in een klauwplaat vereist veel programmeerstappen, vooral wanneer de krachtregeling van de robot wordt gebruikt voor een betere nauwkeurigheid en herhaalbaarheid. "Het programma werd behoorlijk groot omdat we probeerden de robot alle bewegingen via verschillende assen te laten uitvoeren om het onderdeel te plaatsen", herinnert Jacob Miller, engineeringmanager bij Fusion OEM zich. "Vervolgens door een of twee regels code toe te voegen via Force Copilot, laten we de software alle onderdeelpositionering op een veel snellere en eenvoudigere manier genereren."

De cijfers liegen niet

Deze nieuwe toepassing bewees al snel zijn waarde. Chief Operating Officer Ken Chess begon gegevens te verzamelen over de meest voorkomende order van het bedrijf. “We doen vaak veel van ongeveer 500 onderdelen voor deze klant. Voordat de robots arriveerden, zou het bijna zes dagen duren om te leveren. Maar nu de cobots 's nachts draaien, duurt het drie dagen en is ons percentage defecten gedaald, omdat robots minder fouten maken dan zelfs de beste machinisten die er zijn", zegt hij.

Fusion OEM vertrouwt op Robotiq's Insights-bewakingssoftware om waarschuwingen naar de telefoons en e-mails van werknemers te sturen als de productie om welke reden dan ook stopt. Als een medewerker zich niet op locatie bevindt, kan hij op afstand inloggen om het probleem op te lossen. "We krijgen ook voorspellende signalen die ons vertellen wanneer een voorraad onbewerkte onderdelen bijna leeg is", zegt dhr. Chess. "Met al deze tools die ons helpen de runtime te maximaliseren, krijgen we een veel betere marge op het werk." Op basis van de gegevens van Insights concludeert hij dat het uitvoeren van een taak op een bepaalde machine met een Universal Robot vier keer goedkoper is dan handmatig werken.

Het op maat gemaakte nestingsysteem van Fusion OEM staat naast een Universal Robots UR10e met een enkele Robotiq Hand-E-grijper.

Ondertussen zegt machinist Brian Wroblesky dat hij meer tijd kan besteden aan het programmeren van machines zonder ze te hoeven laden. “Er is meer consistentie in het laden en lossen van de onderdelen. Het heeft een deel van de menselijke fout weggenomen', zegt hij.

Hoe menselijke arbeiders hebben gereageerd op robotarbeiders

Gebruiksgemak is een ander groot pluspunt voor Fusion OEM-medewerkers. Productiesupervisor Chris Wenzel had al veel industriële robots gezien en was onder de indruk van het aanbod van Robotiq/Universal Robots:“De programmering, de interface — alles is eenvoudiger. Nu praten we over elk programma in minuten in plaats van uren.”

Wat het moreel betreft, kunnen mensen en robots bij Fusion redelijk goed met elkaar overweg. Voor machinist Jenny Kim zijn deze robots net zo normaal geworden als elk ander apparaat:"Ik noem ze 'brobots' omdat ze net als je broers zijn. Je moet de machines vriendelijk behandelen. Respecteer hen, en zij respecteren jou terug.”

Het werk is nog lang niet gedaan voor het Fusion OEM-team. Het doel van de winkel is om tegen begin 2020 een robot te hebben die alle 14 Haas CNC-machines verzorgt. De heer Zoberis vertrouwt op de lean robotica-methodologie om zijn roboticaproject te standaardiseren en sneller te schalen. "Ik wou dat ik 'Lean Robotics' had gelezen eerder. Het zou me zoveel tijd en geld hebben bespaard bij het ontwerpen. Sindsdien hebben we geleerd om eenvoudig te beginnen, kleine overwinningen te behalen en te stoppen met het ingewikkeld maken van dingen.”

Binnen het komende jaar hoopt het bedrijf de productiecapaciteit te verdubbelen, de uptime van de machine te verhogen en vooral het menselijk potentieel te blijven maximaliseren.