Injektionsstøber realiserer 400% stigning i produktiviteten ved at anvende alsidige cobots

Målbehandling

Se business casen Se hvordan de gjorde det

Kort fortalt

Stabling af bakker, plukning af dele fra transportbånd og plejemaskiner er blot nogle af de mange kedelige opgaver, som AIM Processing nu har robotter fra Universal Robots (UR) til at håndtere. På grund af mangel på arbejdskraft ønskede Colorado-injektionsmølleren en alsidig automatiseringsløsning, der hurtigt kunne flyttes mellem arbejdsstationer for at løse en lang række opgaver i en indstilling med høj blanding/lav volumen. Svaret var en mobil platform med en UR5e-cobot udstyret med Flexx Reference, en funktion, der gør det muligt at genbruge cobotten på få minutter, hvilket giver en firedobling af produktiviteten med en tilbagebetaling på mindre end 15 uger.

Forretningstransformationen

AIM Processing producerer over 1300 forskellige dele til mere end 100 forskellige kunder i en række forskellige brancher. "Hver dag er ny her med meget få produktionskørsler, der er sat op i lang tid," siger ejer Jon Gelston, som også stod over for et ekstremt knappe arbejdsmarked. "Det fik os virkelig til at se på automatisering, finde måder at øge vores output på og kontrollere vores omkostninger," siger Gelston, der begyndte at lede efter en alsidig og modulær automatiseringsløsning. Hans team var stødt på Universal Robots på en messe et par år tidligere. "Det slog os som noget, der havde potentiale til at arbejde i vores miljø," siger ejeren af AIM Processing, som købte en UR5e-cobot.

Målbehandling

Industri Plast og polymerer

Land USA

Antal medarbejdere 54

Anvendte COBOT'er UR5e

Fra vores allerførste anvendelse overgik cobotten langt vores forventninger med hensyn til produktivitetsstigning.

Jon Gelston, ejer, AIM-BEHANDLING

Udfordre at flytte cobot mellem applikationer

"Da vi fik det op at køre, var det en smuk ting, og vi ønskede at flytte robotten rundt mellem applikationerne," siger Gelston. "Udfordringen var imidlertid, at vi næste gang skulle sætte det op, og at vi hele tiden skulle bruge tid på at genlære de waypoints, som robotten bevæger sig igennem i frit rum," forklarer han og understreger, hvordan nøjagtighed til 0,5 mm var nødvendigt på nogle punkter. "Det er én ting at få noget til at fungere én gang, men uden en dedikeret produktionslinje og UR5e låst i en præcis position, hvordan ville vi så sætte det op igen?"

Applikationer

En af applikationerne har for eksempel UR5e plukning og placering af bakker foran en kartesisk robot, der paller små dele ind i rum på bakken. Virksomheden kunne ikke bare starte et gemt program, der tidligere blev brugt til den samme applikation, da robotens position stadig kunne være lidt slukket - hvilket forårsagede, at hele applikationen var ude af synkronisering.

Hvad gennemgangen afslørede

Virksomheden ringede til Seth Leinbach, salgsingeniør hos den lokale UR cobot-distributør, In-Position Technologies, som lavede en fabriksgennemgang med Gelston. "Vi så på flere applikationer, og ingen af dem var store nok til at retfærdiggøre en dedikeret robotcelle," siger Leinbach. "Jon havde også masser af spørgsmål om, hvordan man genbruger en robot, og hvordan man matcher koordinatsystemer i UR'en til sprøjtestøbemaskinen, og med det samme troede jeg, at det var en perfekt pasform til en UR+-løsning fra Flexxbotics kaldet Flexx Reference."

Flexx Reference løsning

For at sikre, at cobotten er placeret nøjagtigt den samme, hver gang den vender tilbage til et program, bruger AIM Processing Flexx Reference-løsningen fra Flexxbotics. Når cobotten placeres i Flexx Reference's Lockout Assembly, et 6-graders mekanisk parringssystem, indfanger systemet cobottens koordinater med et klik på en knap i Flexx Reference softwaren på cobottens teach pendel. Alle cobottens programmerede waypoints og bevægelser i rummet opdateres derefter i forhold til den optagne position i Lockout Assembly. Brugeren kan nu låse coboten op og starte programmet uden at skulle lære nogen positioner igen.

UR5e, der håndterer plukning og placering af bakker ved AIM Processing, er udstyret med Robotiqs håndledskamera og en pneumatisk griber designet internt.

Robotiqs håndledskamera scanner QR-koderne på bakkerne, der angiver, hvilken retning de skal placeres i. Disse oplysninger kommunikeres til den cobot, der placerer bakken i overensstemmelse hermed.

Den kartesiske robot plukker plastdelene i sprøjtestøbemaskiner og paller dem i bakker i en bestemt retning. Dette kræver, at UR5e placerer bakkerne med 0,5 mm (0,0197 tommer) nøjagtighed.

I transportbåndsapplikationen styres UR5e af håndledskameraet fra Robotiq for at samle delene op på transportbåndet og placere dem i en kasse. Cobotten bruger også Robotiqs 2F-140 griber. Alle Robotiq-produkter er certificeret gennem UR+-programmet til at være plug-and-play med UR-cobots.

Transportbåndets nærhedssensor advarer UR5e, når en del er klar til at blive plukket, hele cellen er programmeret gennem UR-cobottens egen controller ved hjælp af AIM Processing's egne interne ressourcer.

For at den kartesiske robot kan kommunikere med UR5e, hvilket angiver, hvornår en ny bakke skal placeres på bordet foran den til palletering, bruger AIM Processing en gate-link relæboks. "Vi har ikke fundet det nødvendigt at bruge en ekstern plc, hvilket eliminerer kompleksitet," siger ejeren af AIM Processing, Jon Gelston. "De to robotter kommunikerer gennem de eksisterende 24-volt indgange og udgange i UR5e gennem en grænsefladeport-link, vi oprettede."

Firdoblet produktivitetsstigning

Siden virksomhedens første cobot-implementering har AIM Processing lanceret mere end et dusin specifikke applikationer, hvor UR5e har tendens til sprøjtestøbemaskiner, stabel bakker og plukke dele fra transportbånd. Det første mål var at automatisere plukning og placering af bakker til den palleterende kartesiske robot. Tidligere var dette en aktivitet, der fandt sted hvert 90. sekund, hvor en person sad og ventede på at flytte bakkerne i et par sekunder.

"Fordelen ved at automatisere denne opgave var ikke kun den åbenlyse undgåelse af arbejdskraft. Vi kan nu køre maskinen med en meget højere kapacitet og gennemløb i en 24/7-drift i modsætning til kun 40 timer om ugen. Det gav os dybest set en firedobbelt stigning i vores outputproduktivitet," siger Gelston og tilføjer, at en anden fordel er konsistens: "Med hensyn til vores deloutput er cyklustiderne nøjagtigt de samme, til det andet, hvilket fører til et ensartet produkt."

ROI inden for 15 uger

Jon Gelston bliver ofte spurgt, hvor meget han betalte for UR5e-cobotten – og endnu vigtigere, hvor hurtigt den vil betale sig tilbage. "Mit svar er altid, at det ikke vil betale sig selv tilbage, hvis du ikke bruger det," siger han og understreger, hvordan den modulære implementering virkelig hjalp med at drive ROI hjem:

"En del af usikkerheden med at køre en række forskellige dele i forskellige varigheder gør det vanskeligt at forsøge at beregne tilbagebetaling; men hvad jeg kan fortælle dig er, at på vores allerførste applikation fandt vi ud af, at efter at vi kørte det femte gang, havde vi betalt for selve robotten, hvilket betød en ROI inden for 15 uger," siger AIM Processing-ejeren, der lige implementerede en anden UR5e til at bevæge sig rundt på fabriksgulvet, hvor der er behov for automatisering.

Uddannelse og UR Academy

AIM Processing teamet havde grundlæggende forståelse for logisk flow og programmering, før de arbejdede med Universal Robots, "men meget lidt direkte erfaring med robotprogrammering", som ejer Jon Gelston udtrykker det, og understregede de ressourcer, han fandt gennem den gratis online del af UR Academy. "Der var selvtræningsmoduler i både video- og læseformater, der var meget nyttige for os at finde og lære af med hensyn til applikationer og forbedringer i procedurer, der ville gavne en række af vores applikationer," siger han og indrømmer, at; "Vores første ansøgning var sandsynligvis, efter vores standarder nu, ikke særlig kompliceret; men på det tidspunkt føltes det som det var. "Ved at udnytte de ressourcer, vi fandt i UR-træningsdatabasen og supportwebstedet samt Universal Robots' fællesskab af værdiforøgende forhandlere og tilføjelseskomponenter, gjorde det det virkelig muligt for dette projekt at komme til en stor succes," siger Gelston.