Collaboratieve robots stimuleren groei in kunststofproductie

Stap binnen in de drukke shopfloor van Pride Solutions LLC in Hutchinson, MN, en je ziet een blikende nieuwe CNC-draaibank die buis na buis aluminium produceert. Terwijl Pride's machinisten belangrijkere dingen doen, doet een Universal Robot model UR10 collaboratieve robot (cobot) het zware werk, het laden en lossen van de machine om bij hoge-volume orders te kunnen blijven.

De cobot en draaibank zijn nieuwe toevoegingen voor deze groeiende kunststoffabrikant. Pride Solutions investeerde in de technologie om een grote contractproductiejob volledig in-house te brengen en ontdekte snel steeds meer toepassingen om het systeem 's avonds laat door te laten draaien.

Pride Solutions is een kunststoffabrikant gespecialiseerd in UHMW-PE. Het bedrijf heeft 27 werknemers en omvat vier collaboratieve divisies gevestigd in een 25.000 ft² (2.322 m²) productiefaciliteit: May Wes, leverancier van UHMW-poly landbouwcomponenten; C&A Pro prestaties sneeuwscooterskieren; Pride Engineered Plastics, een contractfabrikant gespecialiseerd in UHMW-PE; en Pride Assembly, een turnkey-leverancier van custom electro-mechanische assemblage-diensten.

Met bloeiend biznis bij C&A Pro en May Wes en contractproductie- en assemblagewerk op de up-swing, zijn Pride's 27 werknemers even bekwaam in het aanbevelen van skieren en carbides aan sneeuwscooters en het helpen van boeren bij het selecteren van Stalk Stompers voor hun maiskoppers.

Deze diversificatie houdt het kleine, familiebedrijf het hele jaar door hoppend, maar geen tijd is drukker dan september, wanneer de herfstoogst samenvalt met „Hay Days,” het grootste sneeuwscooterevenement ter wereld en de officiële start van het sneeuwscooterseizoen. In die maand ruimen Pride's contractproductie- en assemblageklanten hun jaar-eindorders op.

Pride's werknemers zijn altijd op de taak geweest, dankzij een sterke teamgeest en kernwaarden die de klant eerste zetten, maar met zoveel groei en tekort aan arbeid, had het bedrijf automatisering nodig om de podium te zetten voor toekomstige expansie.

„Initieel wilden we de draaibank automatiseren met een staafvoeder, maar onze werktuigmachinedealer Al Dulas van Hales Machine Tool stelde voor om eens te kijken naar collaboratieve robots,” zei Jack Daggett, president van Pride Solutions. „Ze zetten ons in contact met BRAAS Robotics om de integratie te faciliteren, en de cobot was goedkoper dan een voeder en neemt veel minder ruimte in beslag. Plus, het is veel veelzijdiger.”

Relatief nieuw voor VS-fabrikanten, zijn „cobots” of collaboratieve robots al 10 jaar in Europa in productie gebruikt, vergeleken met slechts vijf jaar in de VS, zei Bob Phipps, cobot-verkoopspecialist voor BRAAS Robotics (Eden Prairie, MN), een divisie van Motion Industries. Het BRAAS Robotics-team is een groep binnen BRAAS die zich richt op turnkey collaboratieve robotinstallaties voor klanten als Pride Solutions die nieuw zijn voor cobot-toepassingen.

„Cobot-gebruik steeg echt in Europa en Noord-Amerika zodra veiligheidsstandaarden duidelijke regels definieerden voor fabrikanten en gebruikers [ISO 10218 en ANSI/RIA 15.06],” zei Phipps. „De groei in Noord-Amerika startte na de vrijgave van de ANSI/RIA 15.06 robotveiligheidsstandaard in 2013. Voor meer dan 50 jaar zijn robots bewaakt geweest, dus het heeft tijd gekost voordat gebruikers zich aan een nieuwe manier van denken hebben aangepast. Collaboratieve robottoepassingen verdubbelen bijna elk jaar, dus gebruikers beginnen ze gewoon te beschouwen.”

De cobot was een direct succes voor Pride Solutions, zei Ben Wick, de plantmanager van het bedrijf. „Met de toevoeging van de robot zagen we een direct toename in onze capaciteit,” zei hij. „We zijn in staat om het systeem onbevochten op onze tweede shift te draaien, wat ons ruwweg 2.000 uur extra shiftcapaciteit geeft zonder een tweede-shift-operator in te huren. Plus, tijdens onze dagshift heeft de robot onze machinist vrijgemaakt van de saaie taak van laden en lossen van de draaibank zodat hij aan andere projecten kan werken.”

Dit succesverhaal komt als geen verrassing voor BRAAS's Phipps, wiens team Pride Solutions' turnkey cobot-implementatie ondersteunde met locatiebezoeken, proof-of-concept-evaluaties, systeemontwerp, bouw en installatie, robotprogrammering, end-of-arm tooling (EOAT) bouw en risicoanalyse, training en lopende ondersteuning.

„We genieten er altijd van om met eerste-klanten te werken,” zei Phipps. „Ze beginnen meestal met de perceptie dat een robotoplossing duur, complex en veel vloerruimte moet consumeren. Ze zijn verbazing dat veel toepassingen opgelost kunnen worden door een enkele robot op een piedestal zonder beveiliging eromheen.”

Pride Solutions' toepassing was de perfecte fit voor een cobot, merkte Phipps op. „Elke operatortaak die geneigd is om saai, repetitief en potentieel schadelijk te zijn, is goed geschikt voor collaboratieve robots,” zei hij. „Cobots matchen typisch de bereik en snelheid van een operator voor basale pick-and-place toepassingen. Machine-tending en teststands zijn perfecte voorbeelden waar je een operator een deel laadt, wacht tot een taak voltooid is, en een deel lost. Dit zijn de eenvoudigere toepassingen die klanten meestal voor hun eerste toepassingen doen, gewoon omdat ze een enkele end-of-arm tool kunnen gebruiken. Assemblagetoepassingen kunnen ook gedaan worden, maar die zijn typisch complexer vanwege de meerdere taken en meerdere tools.”

„Je hoort het vaak dat mensen bang zijn dat robots hun banen gaan nemen, maar onze robot heeft eigenlijk een geschoolde machinist-positie gecreëerd,” zei Daggett. „Zonder de robot hadden we Chris Klenke, een 12-jarige veteran machinist, niet kunnen aannemen. Plus het breidde zijn technische kennis uit door te leren programmeren van een collaboratieve robot.”

Klenke begon in 2017 bij Pride Solutions. Zijn vorige ervaring omvatte het draaien van CNC-draaibanken, CNC-horizontale bewerkingscentra en verticale bewerkingscentra. Hij had nooit met een cobot gewerkt. Na twee dagen training kon Klenke de robot vakbekwaam programmeren. Binnen twee weken had hij de nieuwe draaibank en robot onder de knie. „De robot is simpel te bedienen,” zei Klenke. „Het was makkelijker dan ik dacht dat het zou zijn.”

De robot biedt ook een belangrijk veiligheidsvoordeel, merkte Daggett op. „Een robot kan de hele dag delen laden en lossen zonder ergonomische belasting,” zei Daggett. „Ook, met de sensoren in de robot ingebouwd om veilige operatie te garanderen, hebben we geen kooi nodig, wat de voetafdruk verkleint.”

In de zeer nabije toekomst, verwacht meer geavanceerde cobots te zien die met hun menselijke tegenhangers werken, voorspelde Phipps.

Voor meer informatie over Pride Solutions, ga naar www.pridesolutions.us of bel 320-587-0760; over BRAAS Robotics, ga naar www.braasrobotics.com of bel 800-288-6628; over Hales Machine Tool, ga naar www.halesmachinetool.com of bel 763-553-1711.