PMI Verhoogt Lasefficiëntie Met Collaboratieve Robots

Processed Metal Innovators LLC (PMI), Bloomer, Wis., is een metaalfabrikant die honderden verschillende gestempelde en gelaste metalen onderdelen produceert voor zware apparatuur, auto's, huishoudapparaten, en meer. Onderdelenmaten variëren van een paar inches tot 10' (3,048 m), en van dunne materiaal tot 3/4" (19,05 mm) en zwaarder.

PMI begon met zes werknemers in de vroege jaren '90. Het verhuisde naar zijn huidige locatie in 1998 en is gegroeid tot wel meer dan 100 werknemers in te stellen. De faciliteit begon met ongeveer 60.000 ft2 (5.574 m2) en is sindsdien uitgebreid tot meer dan 130.000 ft2 (12.077 m2).

Met weinig beschikbare gecertificeerde lassers en traditionele robotlassers ongeschikt voor kleine series, keerde PMI zich tot de onlangs gelanceerde Universal Robots cobot-aangedreven BotX Welder om productiviteit en winstgevendheid te verhogen.

Erik Larson, vicepresident operaties bij PMI, was moe van zaken af te wijzen vanwege arbeidstekort. “Er is veel zaken geweest die aan onze deur hebben geklopt,” zei hij, “en veel daarvan in het verleden hebben we moeten negeren omdat het lassen vereiste. We hebben maar ongeveer zeven lassers en voor sommige van deze banen hadden we negen of tien lassers nodig. Op dit moment hebben we genoeg offertes uitstaande dat we 30 extra lassers zouden moeten inhuren.” Met het arbeidstekort in Wisconsin vóór het nieuwe coronavirus (COVID-19) het moeilijk maakte om gecertificeerde lassers te werven en met traditionele robotlassers niet haalbaar voor high-mix/low-volume productie, had Larson een andere optie nodig.

Het bedrijf had al gekeken naar collaboratieve robots van Universal Robots (UR), Odense, Denemarken en Boston, om twee mechanische pressen te tende ren in het verleden.

De cobots pikken onderdelen van een band, plaatsen ze in pressen voor stempelen, en verwijderen de onderdelen naar een andere band. De collaboratieve robots op de pressen pauzeren automatisch wanneer iemand de werkcel binnenkomt, wat bewijst dat ze veilig en kosteneffectief zijn en werknemers in staat stelt om over te gaan naar hogere-waarde rollen.

De cobots werden geïmplementeerd door Hirebotics, een UR Certified Systems Integrator die cloud-verbonden robots levert die per uur gefactureerd worden voor de tijd dat ze werken, wat kapitaaluitgaven elimineert en toepassingen vereenvoudigt. Dat succes leidde PMI ertoe om toepassingen te zoeken om te automatiseren om te blijven groeien. Toen PMI hoorde over Hirebotics' nieuwe BotX welder, vielen de puzzelstukjes op hun plek.

“We selecteerden de BotX robots vanwege het feit dat ze collaboratieve robots zijn en u geen groot afschermingssysteem om ze heen nodig hebt. Ze zijn heel klein, makkelijk te gebruiken, en heel makkelijk te programmeren. Het is een win-win pakket—het is de toekomst voor het doen van kleine lassen,” zei Larson.

De BotX welder is ontworpen voor eenvoudige implementatie en programmering, en combineert uitgebreide lasexpertise en twee jaar ontwikkelingsamenwerking met Red-D-Arc, Airgas, en Air Liquide. Rob Goldiez, co-oprichter en CEO van Hirebotics, zei, “Universal Robots is een geweldige keuze voor dit platform om rond te bouwen om verschillende redenen: één is dat het een extreem open platform is. Het stelt ons in staat om te controleren hoe die robot presteert vanuit de cloud, en de nieuwe e-Series heeft unieke mogelijkheden in zijn ingebouwde kracht-moment sensor, wat we benutten om een betere gebruikerservaring voor de eindklant te bieden.”

Klanten kunnen BotX de vereiste lassen leren via de Hirebotics app op een smartphone of tablet met behulp van lasbibliotheken ontwikkeld voor BotX.

“Het Hirebotics team kwam binnen, ze lieten de BotX van hun huurtruck af, en binnen twee uur had ze het opgezet. Binnen een half uur draaide ik het en programmeerde het en deed het allemaal zelf,” zei Shaun Bruce, PMI's robotica en automatisering gebiedslead, de Hirebotics app benadrukkend. “Ik ben geen gecertificeerde lasser, maar ik kan gemakkelijk gewoon een programma laden, en ik heb mijn tafels uitgebeeld in foto's, dus ik weet waar mijn tooling en mijn jig-systeem moeten staan, en ik kan wisselen tussen onderdelen binnen 15 minuten,” zei hij.

Een sleutelconcept van het HireBotics BotX robot systeem is dat er geen kapitaalinvestering vooraf is. Hirebotics levert en stelt het systeem in en alles wat de klant hoeft te leveren is gas en standaard stroom. Na een risicobeoordeling is geen speciaal afscherming vereist, en het betaalt een uurtarief alleen voor de tijd dat de robot daadwerkelijk last. “Vergeleken met wat een werknemer voor hun uurloon zou krijgen, plus al hun overheadkosten, bespaart u waarschijnlijk de helft van wat u een normale lasser zou betalen,” zei Larson.

Het nieuwe robotlasersysteem heeft al een impact gehad op het vermogen van het bedrijf om nieuwe taken aan te nemen, ondanks de acute tekortkoming aan lassers, legde Larson uit. “Met het nieuwe BotX systeem kunnen we eruit gaan en werk offerteren waar we eerder niet toe in staat waren, omdat we weten dat tegen de tijd dat we de PO accepteren, we een robot hier binnen kunnen krijgen en klaar zijn om de onderdelen te lassen nog voordat we de eerste order binnenkrijgen.”

Een ander significant voordeel is PMI's vermogen om de BotX lassen gecertificeerd te krijgen voor klanten die dit vereisen. “Dit betekent nu dat we geen gecertificeerde lassers nodig hebben om de operatie te bewaken. Zolang het cobot lasprogramma gecertificeerd is, kan elke operator de cobot lasser tendieren. Dit ontgrendelt echt veel nieuwe bronnen voor ons,” zei Larson.

Dat is mogelijk omdat de robot en programmeur gecertificeerd zijn door lasinspecteurs, die dezelfde testen toepassen die een menselijke lasser doorloopt voor certificering, met lasmonsters en destructieve tests om de las te certificeren.

Larson zei, “Met het nieuwe BotX systeem kunnen we één robot binnenhalen en het drie diensten laten draaien en hoeven geen drie lassers in te huren, dus als we 30 lassers nodig hadden, kunnen we 10 robots draaien. We moeten wel werknemers inhuren om de robots te bedienen, maar nu hoeven ze geen vakkundige lassers te zijn. Het vrijwaart echt veel bronnen voor ons.”

PMI heeft ook traditionele robotlassers in huis, maar die vereisen tooling fixtures die tot 16 weken kunnen duren om te bouwen. Vooral voor kleine-series onderdelen, vond PMI dat de fixtures niet kosteneffectief waren. PMI's Larson legde het verschil met het collaboratieve BotX systeem uit.

“De tafels die de BotX robot mee krijgt omvatten klemmingen en alles wat u nodig hebt om uw onderdeel op de tafel te klemmen en er een paar foto's van te maken. U heeft een klein diagram ervan en elke keer dat u dat programma weer invoert, kunt u uw onderdeel op dezelfde manier instellen als u deed voorheen, dus het vereist geen grote fixture of dure fixture om het te doen. Er is geen kapitaalinvestering in, en het is gewoon plug-and-play.”

Daarnaast kan downtime op traditionele robots tot twee weken duren om een servicetechnicus het probleem aan te pakken. In vergelijking, omvat het HireBotics BotX systeem een 24-uurs serviceoptie die reageert met de druk op een knop in de Hirebotics app. Larson zei, “Je gaat op je telefoon, je klikt de app, en ze zullen reageren.” Zijn collega, Shaun Bruce, voegde toe, “Als ik enige problemen heb, kan ik Hirebotics op deze app berichten en direct een antwoord terugkrijgen. Het is niet uren wachten, dagen wachten; het is seconden soms en voor real-time troubleshooting, is het probleem binnen minuten opgelost.”

Zoals in elke lasshop, is de winstmarge op de grotere lassen significant groter dan op kleine lassen. “We kunnen nu onze bestaande handmatige lassers heralloceren om de grotere onderdelen te hanteren, terwijl we nog steeds de kleine onderdelen klaar krijgen,” zei Larson. “Dus we vervangen niemand in ons bedrijf door robots; we verplaatsen gewoon mensen naar waar ze de meest waarde toevoegen.”

Larson heeft ook ontdekt dat de robots aantrekkelijk zijn voor jongere werknemers, die vaak moeilijk te werven en te behouden zijn in productiebanen. Hij zei, “We vonden uit toen we deze robots installeerden en naar een persoon zochten om de robotica- en technologie-lead te zijn, we veel jongere werknemers hadden die allemaal geïnteresseerd waren in het solliciteren voor die positie. Ze houden van hun telefoons en ze houden van computers. Het is een grote hit voor de jongere generatie die in technologie zit en wil kunnen werken met en programmeren robots.”

Terwijl jongeren mogelijk zwaaien naar het gebruik van collaboratieve robots voor lassen, nam het gebruik van een cobot in de fabricageindustrie wat overtuiging, legde Hirebotics' Rob Goldiez uit. “De meeste mensen die al lang in de industrie zitten geloven dat lassen—wat een zware klus is—het beste past bij traditionele robots. Ze denken niet dat een collaboratieve robot aan de taak gewachsen is. Een van de eerste dingen die we moesten doen was bewijzen aan onze partners bij Airgas en Air Liquide dat een collaboratieve robot effectief kan lassen.”

“Dat is doordacht bewijzen, en het is niet alleen de beweging van een las neerleggen,” voegde Goldiez toe. “Dit is de robot die een las neerlegt en het dan snijdt en analyseert en röntgt om te zorgen dat het voldoet aan de standaarden die ze zouden verwachten en willen presenteren aan hun klantenbasis.”

Eenmaal overtuigd, speelden deze expert partners een belangrijke rol in de BotX ontwikkeling en implementatie. “De teams bij Air Liquide, Airgas, en Red-D-Arc hadden diepe, diepe lasexpertise die wordt gebruikt om een lasbibliotheek te bouwen die via de cloud aan de robots wordt geleverd,” zei Goldiez. “Dit zijn lasbibliotheken die ontwikkeld zijn in een R&D centrum dat Air Liquide heeft met internationaal bekende lasexperts.”

Hirebotics is ook in staat om klantfeedback snel te verwerken. Terwijl vroege versies basislassen boden zoals rechte lijnen, steeklassen, en taklassen, dwingde gebruikersfeedback van vroege klanten zoals PMI Hirebotics om snel meer geavanceerde processen te ontwikkelen, inclusief multi-segment en radiale lassen.

Die expertise levert nu concrete resultaten op, inclusief consistentie die zelfs handmatige lassers niet kunnen halen. Larson van PMI zei, “Met het BotX robot systeem is de kwaliteit van de lassen geweldig omdat als u een las programmeert op die specifieke plek, de las op die specifieke plek gaat zijn. Als u het programmeert om 2" (50,8 mm) op die naad te zijn, ongeacht wie dat programma draait of wie het onderdeel instelt, het gaat elke 2" op die naad zijn.” Dat is niet noodzakelijk het geval met handmatige lassers, voegde Larson toe. “Je gaat terug naar de traditionele handlasser, en ze zijn niet zeker hoeveel 2" is—het kan 1,25" (31,75 mm) zijn, het kan 1,5" (38,1 mm) zijn, het kan een 2" gap zijn, of een 2,5" (63,5-mm) gap. Dus het haalt echt de gokwerk uit het zorgen dat u de las op de juiste plek neerlegt.”

Voor meer informatie over Processed Metals Innovators, bezoek www.pmillc.com of bel 888-877-7277. Voor meer informatie over Universal Robots, bezoek www.universal-robots.com of bel 844-462-6268.