Fusion OEM Verdubbelt Productiecapaciteit met Geavanceerde Robotische Machine-Tending

In een tijd dat zorgen over robots die menselijke arbeid vervangen gangbaar zijn, is het minder gebruikelijk verhalen te horen over winkelmedewerkers die robots aan hun managers aanbevelen. Dat is Fusion OEM's verhaal. Een initiatief geleid door medewerkers resulteerde in de adoptie van meerdere Universal Robots met eind-effectoren van Robotiq, wat jobkosten verlaagde.

Altijd op zoek naar inspiratie van zijn collega's in de industrie, had Fusion's hoofd-draaier, Davin Erickson, jarenlang CNC-bewerkingskanalen op Instagram en YouTube gevolgd. Hij was onder de indruk toen hij voor het eerst een robot zag een machine bedienen zonder afscherming. Gezien de moeilijkheden van de winkel om nieuwe werknemers te vinden en in te huren alsook eerdere ervaringen met onhandige industriële robots, bleef Dhr. Erickson's interesse geprikkeld.

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

"We begonnen toen deze collaboratieve robots overal op sociale media en op beurzen te zien," herinnert hij zich. "We probeerden onze CEO te overtuigen dat dit geweldig zou zijn voor onze fabriek. Het kostte een paar pogingen, maar aangezien het erg moeilijk was om goede menselijke hulp hier in de buurt te vinden, verwelkomden we uiteindelijk onze eerste robot in de zomer van 2018."

Machine-Tending Operaties Automatiseren

Zijn mensen bemachtigen is wat CEO Craig Zoberis ertoe bewog om door te gaan met Universal Robots en Robotiq als partners voor het collaboratieve robotica-project van de winkel. Dhr. Zoberis herinnerde zich het lezen van "Lean Robotics," een boek van Robotiq CEO en mede-oprichter Samuel Bouchard. Hij beschrijft een van de argumenten van het boek: dat robots helpen om het menselijk arbeidspotentieel te vervullen. "In plaats van onze personeel machines te laten laden en lossen elke 10 minuten, kunnen ze zich richten op machineprogrammering en elke andere waarde-toevoegende taak," zegt hij.

Vier robots werden binnen minder dan een jaar bij Fusion OEM ingezet. De geautomatiseerde applicatie draait als volgt:

1. Een UR5e of UR10e robotarm gebruikt Robotiq's Hand-E adaptieve greep (enkel of dubbele opstelling) om een onderdeel op te pikken dat gepresenteerd wordt op een aangepast nest-systeem.
2. De greep opent de deur en plaatst het onderdeel in het spanningsysteem 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 greep is ontworpen voor precieze onderdeel-invoeging met aanpasbare vingertoppen. "We kunnen de grepen direct aan de pols van de robot koppelen, 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 slechts een paar minuten nodig had om de Hand-E met zijn software-interface te bedienen toen hij het voor het eerst probeerde.

Fusion OEM pasde een van zijn twee grepen's vingertoppen aan en monteerde ze op de Hand-E's aangepaste vingertop-schuiven in slechts een paar minuten.

Het invoegen van een onderdeel in een machinespanklem vereist veel programmeringsstappen, vooral bij gebruik van de krachtbesturing van de robot voor betere nauwkeurigheid en herhaalbaarheid. "Het programma werd vrij groot omdat we probeerden de robot alle bewegingen door verschillende assen te laten uitvoeren om het onderdeel te plaatsen," herinnert Jacob Miller, engineering manager bij Fusion OEM. "Dan door één of twee regels code toe te voegen via Force Copilot, lieten we de software alle onderdeelpositionering op een veel snellere en eenvoudigere manier genereren."

De Cijfers Lugen Niet

Deze nieuwe applicatie bewees snel zijn waarde. Chief Operating Officer Ken Chess begon data te verzamelen over de meest frequente terugkerende order van het bedrijf. "We doen vaak partijen van ongeveer 500 onderdelen voor deze klant. Voor de robots arriveerden, duurde het bijna zes dagen om te leveren. Maar nu met de cobots die 's nachts draaien, duurt het drie dagen, en ons defectpercentage is gedaald, omdat robots minder fouten maken dan zelfs de beste draaiers," zegt hij.

Fusion OEM steunt op Robotiq's Insights monitoring-software om waarschuwingen naar telefoons en e-mails van werknemers te sturen als productie om welke reden dan ook stopt. Als een werknemer off-site is, kan hij op afstand inloggen om het probleem op te lossen. "We krijgen ook voorspellende signalen die ons vertellen wanneer een rauw-onderdeelvoorraad bijna leeg is," zegt Dhr. Chess. "Met al deze tools die ons helpen de runtime te maximaliseren, krijgen we een veel betere marge op de job." Met behulp van de data uit Insights concludeert hij dat het draaien van een job op een gegeven machine met een Universal Robot vier keer goedkoper is dan handmatig bedienen.

Fusion OEM's aangepaste onderdeel-nest-systeem staat naast een Universal Robots UR10e met een enkele Robotiq Hand-E greep.

Tussenzeitse zegt draaier Brian Wroblesky dat hij meer tijd kan besteden aan machineprogrammering 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 weggehaald," zegt hij.

Hoe Menselijke Werknemers Reageren op Robotische Werknemers

Gebruiksgemak is een ander groot plus voor Fusion OEM-medewerkers. Productiesupervisor Chris Wenzel had veel industriële robots gezien, en was onder de indruk van de Robotiq/Universal Robots-aanbieding: "De programmering, de interface – alles is gemakkelijker. Nu praten we over elk programma in termen van minuten, in plaats van uren."

Wat betreft morale, gaan mensen en robots bij Fusion prima samen. Voor draaier Jenny Kim zijn deze robots zo normaal als elk ander stuk apparatuur: "Ik noem ze 'brobots' omdat ze als je broers zijn. Je moet de machines vriendelijk behandelen. Respecteer ze, en ze respecteren je terug."

Het werk is ver van af voor het Fusion OEM-team. Het doel van de winkel voor begin 2020 is om een robot te hebben die alle 14 van zijn Haas CNC-machines tendert. Dhr. Zoberis steunt op de lean-robotica-methodologie om zijn robotica-project te standaardiseren en sneller te schalen. "Ik wou dat ik 'Lean Robotics' eerder had gelezen. Het zou me zo veel tijd en geld bespaard hebben aan ontwerp. We hebben sindsdien geleerd om simpel te beginnen, kleine overwinningen te behalen en dingen niet te ingewikkeld te maken."

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