Cobots Håndtag Autonome Bin-Picking
Kort sagt
Allied Moulded er en støbeoperation med fuld service, der fremstiller ikke-metalliske elektriske kasser og indkapslinger. På grund af betydelige udfordringer på grund af mangel på arbejdskraft valgte den Ohio-baserede virksomhed Universal Robots' nye ActiNav-system til at automatisere en vigtig bin-picking-applikation. Implementeringen gjorde det muligt for Allied Moulded at reducere overtidsudgifter, flytte eksisterende medarbejdere til mere ergonomiske opgaver og forbedre konsistensen i produktionsprocessen.
Ligesom mange virksomheder, der opererer i Ohios fremstillingssektor, har Allied stået over for udfordringer med at besætte åbne stillinger på grund af vanskelige arbejdsmarkedsforhold. Samtidig ønskede virksomheden at forbedre arbejdstagernes sikkerhed ved at eliminere gentagne og ergonomisk uvenlige skraldespandsopgaver. Kvalitetsforbedring var også en motiverende faktor i beslutningen om at udforske automatisering, forklarer produktionssupportafdelingschef, Tom Carlisle: "Når du leder efter automatisering, ser du efter gentagelse. Du har bedre kontrol over din kvalitet, hvis du har mere konsistens med læsse- og lossemaskiner."
Brug af manuel arbejdskraft på skraldespandsapplikationer giver inkonsekvente resultater, tilføjer produktionsingeniør tekniker, Nate Gilbert: "En af de største udfordringer med manuel arbejdskraft er, at de bliver trætte, og mod slutningen af dagen vil produktionen gå ned; mens du med en robot altid kan regne med et ensartet output."
Udfordringen
COVID-19-pandemien tilføjede endnu et lag af bekymring vedrørende virksomhedens manuelle arbejdsstyrke. "Vi kunne risikere, at dedikerede medarbejdere når som helst ikke ville være her af årsager, der ligger uden for deres kontrol," siger Carlisle. "Så vi havde brug for en måde at holde disse processer kørende."
Da Allied først undersøgte automatisering af affaldsplukning, var teknologien "bare ikke, hvor vi havde brug for den", siger Gilbert: "Afskærmningen var for påtrængende, og det ville gøre det vanskeligt, når vi havde brug for en operatør i det område. Gulvarealet her hos Allied er allerede ret begrænset, og tanken om at skulle opstille mere afskærmning for at rumme en robot var en af de ting, der holdt os tilbage i starten; men med samarbejdende robotter, der var sikre omkring medarbejdere, følte vi, at det var en god vej at gå."
Allied Moulded Products Inc.
Løsningen
Allied Mouldeds interesse for samarbejdende robotter – eller cobots – blev udløst efter en tur til en nærliggende fabrik, der med succes havde indsat cobots fra Universal Robots (UR).
Allied så derefter UR på en messe, som i sidste ende førte til implementeringen af UR's prisbelønnede autonome bin-picking kit – en fleksibel, brugervenlig, automatiseret bin-picking-løsning, der synkront håndterer visionsbehandling, kollisionsfri bevægelsesplanlægning og autonom realtid robotstyring.
"ActiNav var det første system, vi var sikre på, at vi kunne få i den ledige plads uden at skabe en masse ekstra forhindringer. Bare enkelheden ved at plukke dele ud af skraldespanden og på transportbåndet er, hvad vi virkelig ledte efter, og ActiNav syntes at imødekomme den efterspørgsel," siger Gilbert og bemærker, at ActiNav udgør en stor forbedring af de vibrerende foderautomater, der ofte bruges til delpositionering.
Nem programmering og implementering
Mens Allied Moulded havde erfaring med traditionel automatisering, var implementering af en cobot "en helt ny oplevelse", siger vedligeholdelsesgruppeleder Nathan Wells: "Det var virkelig spændende at se noget, der ikke behøvede at være i bur, og som jeg kunne gå rundt, mens det gjorde sit arbejde. Når det kom til programmering, var dette nok en af de nemmeste robotter, jeg nogensinde har haft til at programmere. Du behøver ikke rigtig at have nogen specifikke numre at sætte ind, eller noget i den retning; du skal bare flytte det på plads, trykke på et par knapper, og så er du der, der er programmet."
Datafodrings- og bin-undervisningsproces
Fodring af ActiNav-data til delgenkendelse er en lige så smertefri proces, siger Wells: "Vi brugte en CAD-fil af produktet, indlæste den i ActiNav, og det tog det og brugte det til at registrere dele ud af skraldespanden. Det var meget nemt at indlæse. Du skal bare sætte den på en USB og tilslutte den til controlleren."
I mellemtiden var det også meget ligetil at undervise i skraldespanden: "Vi rører bare robotten til hver del af skraldespanden. Du gør et par steder af det, og ActiNav lærer selve skraldespanden. Jeg vil sige, at efter den første dag i opsætningen tog det måske et skift at lære, hvordan man rent faktisk lavede programmeringen, og efter det var vi gode på egen hånd."
Nate Gilbert, Produktionsingeniør tekniker, Allied Moulded Products Inc.Bare enkelheden ved det, at plukke dele ud af skraldespanden og på transportbåndet er det, vi virkelig ledte efter.
Bin-picking-cyklussen
Processen begynder med, at lagerførere aflæsser en fuld kasse med dele i en container. Når den er aktiveret, vipper containeren for at dumpe sine dele i ActiNav-bakken. ActiNav samler en del op – i dette tilfælde et ekstruderet glasfiber elektrisk samledåsehus – og placerer den i korrekt retning på et smalt, skinneformet transportbånd.
Korrekt placering er afgørende, forklarer Carlisle: "Delen skal placeres i en bestemt rækkefølge på maskinen på grund af de sekundære operationer, som maskinen udfører. Hvis delen er placeret forkert, skal du afvise det, så du har mistet alt arbejde og materialer i den del" Transportbåndet bringer delene til en lille arbejdscelle i bur, der har et drejebord med flere stationer. På hver station er der et fabrikationselement, der påføres koppen, og til sidst er der et udgående transportbånd, der dumper færdige dele i en stor skraldespand. Undervejs bemærker Carlisle, at ActiNav skal træffe nogle beslutninger autonomt: hvilken del der skal vælges, hvordan den placeres i den korrekte orientering, og hvordan man identificerer forkerte dele, lægger dem til side og fortsætter med sin hovedopgave.
Hvis skraldespanden holdes fuld, kan ActiNav gå hele dagen uden operatørens indgriben, siger Gilbert: "Jeg har været temmelig imponeret over robottens evne til at plukke vores dele ud af skraldespanden, uanset orienteringen, og placere dem på maskinen korrekt. En sådan opgave er normalt temmelig vanskelig for en robot at blive sat op til at gøre. Vi er ret sikre på, at en operatør gør det; men at få robotten til at gøre det og ikke behøver at bruge direkte arbejdskraft i den situation har været en stor fordel."
Hegnfri automatisering muliggør samarbejde mellem menneske og robot
Traditionel automatisering kræver måtter, hegn og indhegninger for at beskytte arbejdstagere mod potentiel skade, men dette kan føre til, at bure "på størrelse med et kontor" kræves for at automatisere nogle opgaver, bemærker Carlisle, mens cobots er designet til at fungere tæt på mennesker: "Dette giver dig fleksibilitet til, hvor du skal placere robotten [og] lader dig interagere med den: hvis der er problemer, og du skal gå og rydde en fejl, er der ikke en stor procedure, du skal gennemgå for at få adgang. Og det gør det mere acceptabelt for enkeltpersoner på gulvet, fordi det ikke virker utilgængeligt for dem; det er lige der i det åbne."
Skildpadden og haren
ActiNav tager ingen frokoster, cigaretter eller badeværelsespauser, og det dukker altid op på arbejde, bemærker Carlisle: "Det er ligesom skildpadden og haren. ActiNav er konsistent. Den er der altid og tager delen på. En menneskelig operatør kan være hurtigere, men deres konsistens kan påvirkes af behovet for at tage pauser. I slutningen af dagen skal den samlede mængde produkt være den samme, hvis ikke bedre, med ActiNav end en menneskelig operatør; men uden træthed og manuel fingerfærdighed ved at bevæge sig hele tiden." Implementering af ActiNav har gjort det muligt for operatører hos Allied Moulded at opkvalificere sig, blive undervisere og mentorer på systemet og bidrage med designideer til fremtidige automatiseringsprojekter. "Da vi inddrager automatisering til at udføre mange af de verdslige og usikre opgaver og for at være mere sikre, er vores operatører det største aktiv, vi har, og de er de bedste trænere til din næste generation af medarbejdere," siger Carlisle.
Gør det muligt at vælge nøjagtighed i dybe skraldespande
"ActiNav kan plukke lige ud af en skraldespand, og det er ligegyldigt, hvor delene er orienteret," siger Nate Wells, vedligeholdelsesgruppeleder hos Allied Moulded. ActiNav's sensor med høj opløsning og CAD-matchning muliggør valg med høj nøjagtighed, selv i rodede, dybe skraldespande. ActiNav-sætets autonome bevægelsesmodul vælger en robotstilling, der sikrer, at delen placeres på samme måde i en armatur hver gang, hvilket leverer nøjagtig plukning og delorienteret placering
Kører i hele vagten
"ActiNav kører stort set hele de vagter, som vi har dele til rådighed til, at det kan køre," siger Tom Carlisle, leder af produktionssupportafdelingen hos Allied Moulded. "Lad os sige, at du har en bestilling på 10.000 dele, den ville køre i den tidsramme."
Intuitiv programmering
Programmering af ActiNav er intuitiv og nem takket være fuld integration med UR Teach pendlen. At foretage justeringer "tog hele ti minutter", siger Nate Wells, leder af vedligeholdelsesgruppen hos Allied Moulded. "Det er langt den nemmeste programmering, jeg nogensinde har lavet." ActiNav tog guld i kategorien Industrial Automation ved LEAP Awards 2020. LEAP (Leadership in Engineering Achievement Program) Awards fejrer de mest innovative og fremsynede produkter, der betjener det designtekniske område.
Løst automatiseringsudfordringer:
Udskiftede gentagne bin-picking-opgaver ved hjælp af sikker og samarbejdsautomatisering Implementeret på et trangt sted Tæt samarbejde mellem menneske og robot
Nøgleværdidrivere:
Forbedret bin-picking konsistens Medarbejdere frigjort til mere interessante opgaver Lille fodaftryk Øget fleksibilitet i medarbejderimplementering Samarbejdsvillig og sikker Nem at programmere
Opgaver løst af samarbejdende robotter
UR-cobot håndterer autonomt skraldespandsopgaver fra dybe skraldespande
Kontakt Universal Robots
Tusindvis af virksomheder er afhængige af kollaborative robotter til at...
- Øge produktiviteten
- Tilpasse sig skiftende produktefterspørgsel
- Forbedre medarbejdernes trivsel og fastholdelse
- Bemanding gennem arbejdskraftmangel
- Universal Robots A/S
- Energivej 51
- 5260 Odense S