Universal Robots verhoogt productie Tool Gauge, verdubbelt output terwijl arbeidskosten beheerst blijven

Kiezen voor meer technologie in plaats van meer handen

Tool Gauge, gevestigd in Tacoma, Washington, produceert precisie metalen en kunststof componenten en assemblages voor de luchtvaartindustrie. Het produceren van deze arbeidsintensieve producten op een krappe arbeidsmarkt brengt grote uitdagingen met zich mee. Met langdurige klantcontracten die niet heronderhandeld kunnen worden, keerde Tool Gauge zich tot automatisering om arbeidskosten te mitigeren en te controleren. Twee collaboratieve robots van Universal Robots realiseerden dat doel, terwijl ze ook schroot verminderden en productkwaliteit verbeterden.

En hoewel de behoefte aan extra werknemers voor repetitieve, ongewenste banen verminderd werd, ontdekte Tool Gauge ook nieuwe kansen voor werknemers om waarde toe te voegen, veiligheid te verbeteren, en werktevredenheid te vergroten.

Jim Lee, general manager van Tool Gauge, staat de kale realiteit van zaken doen op een wereldmarkt in het gezicht.

Hoewel het bedrijf dicht bij veel van zijn klanten in de Pacific Northwest ligt, kunnen die klanten overal ter wereld zaken doen, inclusief in veel lagere-loon arbeidsmarkten.

“Het werd voor ons duidelijk dat de manier waarop we kunnen concurreren niet is door meer handen toe te voegen, maar door meer technologie toe te voegen, en dan meer waarde toe te voegen met die technologie,” zei hij.

De vaste-prijs contracten van het bedrijf kunnen zich uitstrekken over vijf tot zeven jaar, zonder de mogelijkheid om te heronderhandelen zelfs als arbeidskosten stijgen. Tool Gauge moest efficiëntie inbouwen—en ontdekte dat cobots van Universal Robots (UR) de perfecte oplossing waren.

Lee beschreef de drie belangrijkste voordelen van UR's collaboratieve robots. “We kozen Universal Robots omdat één, ze cobots zijn: We waren altijd een beetje bang om automatisering te gebruiken omdat er een enorme kapitaalinvestering is, maar dat is niet het geval met Universal Robots. Twee, we maakten ons zorgen over het afschermen van delen van onze productie om automatiseringscellen in te bouwen, wat we met UR niet hoeven te doen. En drie, we kunnen de UR cobots configureren om honderden verschillende dingen te doen; ze zijn hoogst configureerbaar en makkelijk te verplaatsen. Voor ons was het echt de enige oplossing.”

Geïmplementeerde Cobot Levert Directe Rendement

Tool Gauge installeerde twee UR cobots om repetitieve, hoge-arbeid toepassingen in zowel de metalen als kunststof afdelingen aan te pakken.

Aan de metalenkant werd een gemakkelijk beschadigd gekopperd gefreesd onderdeel geproduceerd door een volledig bezette vakman CNC-machinist simpelweg om onderdelen van de CNC-gloot te halen, te reinigen, af te spoelen, te drogen, en in dozen te leggen. Nu passeren de onderdelen een nabijheidssensor die een signaal stuurt naar een UR3 cobot om ze op te pakken. De cobot legt de onderdelen in een spoelbad, houdt ze daarna voor een droger op waar ze daarna in individuele kartonencellen vallen.

Tool Gauge kon de palletiseringswizard gebruiken die in de UR cobot ingebouwd is om de robot eenvoudig te programmeren om elk onderdeel in een open cel in de doos in een roosterpatroon te leggen.

“Toen we de Universal Robot inzetten, was dat een besparing van $9.000 aan verminderde arbeidsbetrokkenheid op de allereerste order, en we verwachten die meerdere keren in de toekomst te draaien,” zei Lee, die de talenten van zijn machinist niet langer verspilt, maar hem kan laten focussen op hogere-waarde projecten zoals het opzetten en programmeren van de CNC-machines.

Cobot Verdubbelt Productie

In de injectie-moulding afdeling wordt een UR5 robot gebruikt voor een ingewikkelde kunststof extrusie assemblage, het oppakken van eindkappen voor een kunststof paneel, ze door een lijmdispenser bewegend.

Na correcte dosering van de lijm in de eindkap, plaatst de UR5 het onderdeel in een actuator op een tafel waar het onderdeel geklemd wordt. Een operator neemt dan over, inspecteert de lijming, en haalt het onderdeel eruit. Deze taak vereiste vroeger vier operators om ongeveer tweehonderd eenheden per dag te produceren. Nu vereist de geautomatiseerde toepassing één operator die met de UR5 cobot werkt om vierhonderd eenheden per dag te produceren.

De lijmoperatie had ook een redelijk hoge afkeurcijfer. Tool Gauge manufacturing engineer Steven Ouzts legde uit: “Elke keer dat u met lijm werkt, zijn er zoveel variabelen die het resultaat van uw product negatief kunnen beïnvloeden, dus we wilden overschakelen van handmatige lijmtoepassing naar robot-lijmtoepassing om te profiteren van de herhaalbaarheid die een robot geeft. Onze schrootcijfers zijn gedaald van 15 procent naar slechts drie procent.”

Lee voegde toe: “Wat ik dacht een van de meest moeilijke assemblage-operaties zou zijn—een robot gebruiken om lijm aan te brengen op een heel complex oppervlak—werkt heel, heel goed.”

Naast de arbeidsbesparing benadrukt Lee ook de kwaliteit en consistentie van de robotische lijming, en het feit dat het operators tijd geeft om de lijming te inspecteren in plaats van het onderdeel zo snel mogelijk te produceren.

Niet alleen was het moeilijk voor een menselijke operator om de lijm precies hetzelfde elke keer te doseren, potentiële letsel was ook een zorg.

Zo zei Ouzts: “Het gebied waar de lijm aangebracht moet worden is ongelofelijk smal, dus na verloop van tijd zagen operators vermoeidheid in hun handen.”

Deze vermoeidheid is nu verleden tijd.

“Het is heel fijn om de Universal Robot in die cel te hebben vanwege hoe veilig het is. Je hoeft je geen zorgen te maken over letsels als gevolg van deze cobot,” zei hij.

Repetitieve-bewegings Letsels Daal

Tool Gauge CEO Debbie Lee zei dat het bedrijf additionele besparingen heeft ervaren door een daling in repetitieve-bewegings letsels.

“We hebben een vermindering gezien in de Arbeids- en Industrieclaims op onze productievloer, naarmate robotica deze monotone taken overneemt,” zei ze, toevoegend dat de robots Tool Gauge in staat hebben gesteld om aantrekkelijker te zijn voor jongere werknemers, wat een wervingsvoordeel oplevert voor recente afgestudeerden die willen werken met opwindende, interessante technologieën. “Werken met de cobots is iets wat ze genieten, het is meer een gespecialiseerde hobby, dan alleen binnenkomen en een machine draaien.”

Makkelijke Programmering Sleutel Voor Sommige Werknemers

Voor de Universal Robots had manufacturing engineer Ouzts minimale robotica-ervaring—alleen wat tijd in college met een traditionele, niet-intuïtieve SCARA-robot.

Dus de makkelijke UR-programmeerervaring was een enorm voordeel, zei hij. “Bij het overschakelen naar Universal Robots, is de intuïtieve aard van de grafische gebruikersinterface wat me echt aantrok. Ik waardeer echt hoe alle termen in de software in leken termen zijn. Ik kan ze veel makkelijker begrijpen en precies weten hoe de code loopt van begin tot eind, en ik krijg heel goede positieve grafische feedback van wat mijn acties de robot zullen laten doen.”

Een ander voordeel van de Universal Robots is hoe makkelijk het is om digitale en analoge input signalen aan een control box te koppelen.

Ouzts ontdekte dat het gebruik van de nabijheidssensor zo makkelijk was als de draden in een van de 12-volt digitale inputs pluggen, het selecteren van het I/O-scherm op de UR3's teach pendant, en wachten op een signaal van de sensor om de cobot te vertellen wanneer het tijd is om een onderdeel op te pakken.

Werknemers Verwelkomen Cobot-collega's

Een van de eerste redenen waar Tool Gauge naar automatisering keek was om ernstige arbeidstekorten aan te pakken. Het bedrijf keek naar de noodzaak om zo veel als honderd nieuwe werknemers in te stellen die simpelweg niet beschikbaar waren op de krappe Pacific Northwest arbeidsmarkt.

Met de UR cobots is het bedrijf in staat om dat aantal te halveren, terwijl het in staat is om werknemers in te huren voor banen die ze willen.

“We vonden uit dat de mensen die de banen deden die de robot zou doen, echt blij waren om die banen niet meer te hoeven doen,” zei Lee. “Ik denk dat we er nog veel meer gaan bestellen omdat mensen genieten van het werken naast de robots. Ze zijn stil, en ze zijn heel voorspelbaar in wat ze produceren en het aantal dingen dat ze kunnen doen. Als u al onze werknemers vraagt of ze enige zorgen zouden hebben over het werken naast een Universal Robot, zou het enthousiast zijn: ‘Absoluut geen’.”

ROI Sneller Dan Verwacht

In de luchtvaartindustrie, waar productontwerpen 20 of 30 jaar ongewijzigd kunnen blijven, zijn verwachtingen voor return on capital investment langer dan in veel andere industrieën. Lee dacht initieel dat een drie- of vierjarige terugverdientijd op de robotinvestering goed zou zijn. Hij werd aangenaam verrast door de Universal Robots, met 50 procent ROI op de UR5 binnen het eerste kwartaal van productie, en vergelijkbaar voor de UR3, met verwachte terugverdientijd voor beide robots onder een jaar. “We zijn erg enthousiast over dat,” zei hij.

De cobots' vermogen om gemakkelijk verplaatst en herprogrammeerd te worden voor additionele processen, met eenvoudige wissels van end-of-arm tooling, laat Tool Gauge kijken naar een breed scala aan taken waar cobot-voordelen processen en output kunnen verbeteren.

Bijvoorbeeld, traditionele robots op injectie-moulding machines kunnen vervangen worden door collaboratieve robots, en cobots kunnen pressen en andere bewerkingstaken tende ren, alsook finale assemblage.

Zo makkelijk als het is om de cobots naar nieuwe toepassingen te verplaatsen, kijkt ingenieur Ouzts ernaar uit om meer Universal Robots binnen te halen om additionele hoge-volume taken aan te pakken, inclusief een voor nieten en assemblage.

“Een bepaald onderdeel vereist 20 nitten geïnstalleerd, en omdat het zo hoog-volume is, zagen we direct een toepassing voor een robot daar,” zei hij. “We kunnen een semi-automatische nietpistool aan het einde van de arm bevestigen die al het nieten voor ons kan doen. We plannen dit bij de injectie-moulding pers te doen, dus dit onderdeel hoeft nooit dat gebied te verlaten voor secundaire operaties.”