Das Schleifen des Cobots führt zu einer 40 % igen Steigerung des Durchsatzes

Automatisierung bei Andrew Pearce Bowls

Sehen Sie, welche Vorteile der UR5e cobot bei Andrew Pearce Bowls liefert

Kurz gesagt

Der Vermont-Hersteller von Holzgeschirr hat erfolgreich einen kollaborativen Roboter UR5e eingesetzt, um das Fertigschleifen von Schneidebrettern durchzuführen. Der neue Roboterkollege, von den Mitarbeitern „Sandrew“ genannt, hat den Produktionsdurchsatz um 40 % gesteigert, was dazu führte, dass sich der Roboter in nur zwei Monaten selbst zurückzahlte.

Die Geschäftstransformation

Andrew Pearce Bowls begann sich mit der Automatisierung zu befassen, als ein Handschleifer zum Finish-Dreher befördert wurde, was eine Position offen ließ, die sich als schwierig herausstellte. "Es ist schwer, jemanden zu rekrutieren, der acht Stunden lang an einem Abwärtstisch steht und Schneidebretter schleift", sagt Alex Drew, Anwendungstechniker bei Andrew Pearce Bowls. "Das Schleifen wurde wirklich zum Engpass in unserer Produktion."

Andrew Pearce Bowls

Industrie Furniture and Equipment

Land United States

Anzahl der Mitarbeiter 25

Cobots verwendet UR5e

Wie sie es gemacht haben

Betrachten Sie den Prozess und die wichtigsten Details für den erfolgreichen Übergang von manuellen Prozessen zur Automatisierung mit kollaborativen Robotern

Zwei Monate ROI und 40 % Durchsatzsteigerung

Andrew Pearces Produktionsleiter hat sich genau angeschaut, wie sich sein UR5e cobot verhält. "Wir sparen im Wesentlichen etwa 20 %der Zeit, die der Schleifer auf dem Brett mit dem Fertigschleifen verbringen würde", erklärt er. „Es geht nicht darum, sie zu ersetzen, es geht nur darum, die Zeit zu verkürzen, die sie brauchen, um es von einem Rohprodukt zu einem Endprodukt zu bringen, was einer Durchsatzsteigerung von etwa 40 % entspricht."

Mit Blick auf die Gesamtkosten des Unternehmens für den Roboter und die Implementierung schätzt Welch, dass der Return on Investment (ROI) des Roboters etwa zwei Monate beträgt. „Der UR-Roboter ist in diesem Jahr sehr integraler Bestandteil unseres Geschäftsplans geworden“, sagt er. "Wir sind um über 20 % gewachsen, also hoffen wir, dieses Wachstum im nächsten Jahr fortzusetzen, und die UR-Anwendung wird uns dabei helfen, dies zu erreichen."

Schnelle Produktwechsel

Das Team von Andrew Pearce baute die Befestigung, die es dem UR5 ermöglicht, sein eigenes Schleifpapier im eigenen Haus zu wechseln. Die Zelle enthält auch eine V-förmige Kippvorrichtung, mit der der cobot das Brett um 45 Grad kippen kann, damit er es aufnehmen und die Unterseite ohne manuellen Eingriff schleifen kann. "Es kann sich buchstäblich 10-15 Mal auf einmal durch komplette Schneidebretter bewegen, je nachdem, wie viele wir auf der Einlauf- und Auslaufseite anbringen können", sagt Andrew Pearces Anwendungsingenieur und betont, wie einfach auch Wechsel zu handhaben sind. „Wir machen alles, von Schneidebrettern, die 17 x 17 Zoll groß sind, bis hin zu kleinen Ornamenten. Der Wechsel von einem Produkt zum nächsten ist super einfach. Das Programm wird angehalten, Sie legen alles, woran Sie arbeiten müssen, in die Zuführtabelle und öffnen dann einfach ein neues Programm und führen es aus.“

Inhouse programmierte Schleifanwendung

Der UR5e ist mit dem von Robotiq UR+ zertifizierten AirPick Greifer und Schleifkit ausgestattet. Im Kit enthalten sind Luftsteuerungszubehör, Orbitalwerkzeug, Schleifmittel, Software zur Steuerung des Kraft-/Drehmomentsensors des UR cobot und eine Montagehalterung, die alle über eine "URCap" gesteuert werden; ein Software-Handshake zwischen Peripheriegeräten und dem UR cobot Arm, der direkt über das eigene Teach-Anhänger des cobot zugänglich ist.

Die Software ermöglicht es dem Benutzer, dem Roboter sein Schleifmuster "beizubringen". Andrew Pearces Anwendungsingenieur gibt bereitwillig zu, dass er keine Robotik-Erfahrung hatte, bevor er in dieses Projekt eintauchte. "Aber jede Chance, etwas zu lernen, ist immer sehr aufregend. Die Programmierung und Schnittstelle mit dem Roboter war überraschend einfach und leicht zu verstehen“, sagt Drew.

Zukünftige Anwendungen

Bald wird das Fertigschleifen nicht die einzige Aufgabe sein, die „Sandrew“ – der Name, den das Personal dem UR5e gegeben hat - seinem Lebenslauf hinzufügen kann. Das Team von Alex Pearce Bowls hat dem UR5 cobot ein weiteres UR+-zertifiziertes Produkt hinzugefügt; die Flexx Reference von Flexxbotics, eine Software/Hardware-Lösung mit einem Verriegelungsmechanismus mit einem relativen Versatz, der die Notwendigkeit beseitigt, die Wegpunkte des UR cobot zu aktualisieren und sich jedes Mal zu bewegen, wenn sich der cobot oder die Arbeitszelle verschiebt. „Mit Flexx Reference können wir den Roboter auf eine mobile Basis stellen und den Roboter zum Be- und Entladen unserer Lasermarkiermaschinen bewegen. Vielleicht fügen wir auch eine UR10e hinzu, um CNC-Maschinen zu bearbeiten“, sagt Welch. "Wir sehen so viele neue Möglichkeiten im Geschäft und zukünftige Eröffnungen, die jetzt mehr Automatisierung ermöglichen würden."

Wir sind um über 20 % gewachsen, also hoffen wir, dieses Wachstum im nächsten Jahr fortzusetzen, und die UR-Anwendung wird uns dabei helfen, dies zu erreichen.

Mike Welch, Production manager at Andrew Pearce Bowls

Die Lösung

Das Team traf sich mit dem Universal Robots Distributor Motion AI (ehemals Axis New England), der ihnen zeigte, wie die Roboter Schleifaufgaben bewältigen.

"Wir haben erkannt, dass ein Roboter, der das Schleifen übernimmt, nur ein weiteres Werkzeug wird, das keine der alten Techniken ersetzt, die wir in unserer Handarbeit verwenden", sagt Mike Welch, Produktionsleiter bei Andrew Pearce Bowls.

Die kollaborativen Roboter (cobots) von Universal Robots (UR) waren nicht die einzige Automatisierungsoption, die Andrew Pearce Bowls in Betracht zog. "Wir haben UR cobots wegen der nicht-proprietären Software und der digitalen und analogen Ausgänge, die es uns ermöglichten, zusätzliche Peripheriegeräte in den Prozess der Befestigung und Werkzeuge hinzuzufügen", sagt Welch.

"Und letztendlich hat uns das Online-Lehren und Lernen durch UR, Robotiq und unseren lokalen Anbieter, Axis New England, viele Ressourcen zur Verfügung gestellt, so dass wir uns sicher fühlten, dass wir nicht im Stich gelassen werden würden, wenn wir nicht wüssten, wie wir das handhaben sollen."

Es ist wirklich einfach, die Wegpunkte für die Schleifmuster festzulegen “, sagt Alex Drew, Anwendungstechniker bei Andrew Pearce Bowls. "Du stellst einfach deine Kurven ein und entscheidest dann deine Geschwindigkeiten und dein Muster, drückst auf Play und es geht

Andrew Pearce Bowls fügte eine Vakuumtabelle hinzu, die von den digitalen Ein- und Ausgängen des cobot Controllers gesteuert wird. Wenn die Bretter zum UR5e cobot gebracht werden, wurden sie leicht vorgeschliffen und mit Wasser besprüht, um das Korn anzuheben, damit der cobot sie fertig schleifen kann. Der UR5e nimmt die Platte aus der Zuführung, legt sie auf einen Vakuumtisch, schleift die Platte, die Seiten und bricht die Kanten. Von dort bringt es es zu einer Kippvorrichtung, stößt das Brett ein wenig an und dreht es um 45 Grad, so dass das Brett von unten zugänglich ist. Der cobot bringt dann die Platine zurück zum Vakuumtisch und beendet die andere Seite, bevor er sie zu einem Auslaufstapel stapelt. Je nach Größe des Boards variiert der Zyklus zwischen sechs und siebeneinhalb Minuten.

Die Rillen der Schneidebretter werden mit einer Spindel geschliffen, die den Schwingschleifer am cobot leicht ersetzt. „Wir haben eine Werkzeughalterung 3D-gedruckt, die es uns ermöglichte, eine Spindel am Roboter zu halten und Rillen zu schleifen, in die der normale Schwingschleifer nicht passen konnte“, sagt Mike Welch, Produktionsleiter bei Andrew Pearce Bowls. „Wir haben einfach die Zeichnungen der UR-Plattenhalterung von der UR-Website gezogen und sie in unser CAD-Programm eingefügt, um die von uns benötigte Halterung in 3D zu drucken. Anstatt eine Version zu kaufen, die uns mehr als 10.000 $ kosten würde, konnten wir das intern für 200 $ tun."

"Innerhalb des Teach-Pendants selbst ist es sehr einfach, in den Peripheriegeräten des Roboters zu programmieren", erklärt er, wie sowohl der Schleifer als auch der Vakuumgreifer ihre eigenen URCaps (Software-Handshakes zwischen Peripheriegeräten und UR cobot arm) haben, was die Programmierung, Feinabstimmung und Einstellung der cobot End-Effektoren sehr einfach macht. "Wenn Sie kleine Luftkomponenten über die digitalen Ein- und Ausgänge verdrahten möchten, ist das so einfach wie das Einsetzen eines Knotens zum Ein- und Ausschalten."

Der UR5e cobot von Universal Robots hat eine Nutzlast von 5 kg und eine Reichweite von 850 mm. Das Team von Andrew Pearce Bowls hat den cobot mit dem Airpick Greifer und dem Sanding Kit von Robotiq ausgestattet, die beide UR+ zertifiziert sind, um sich nahtlos in UR cobots zu integrieren.

Andrew Pearce Bows ist der landesweit größte Hersteller von handgedrehten Schüsseln, der mit Techniken der Alten Welt komplette LKW-Ladungen von Baumstämmen von der Rohware bis zum fertigen Produkt verarbeitet.

Das Unternehmen nutzt das gesamte Holz, um den Abfall zu minimieren. Ein Ergebnis dieses Ansatzes sind die Schneidebretter, die das Unternehmen in vielen Formen und Größen herstellt.

"Als kleines Unternehmen und Staat mit einem kleinen Bevölkerungspool versuchen wir aktiv, in unseren Reihen zu werben", sagt Mike Welch, Produktionsleiter bei Andrew Pearce Bowls. „Viele Mitarbeiter streben danach, Schüsseldreher zu sein. Als sich eine Position öffnete, war einer unserer Schleifer daran interessiert, das Drehen zu lernen, also gaben wir ihm die Möglichkeit. Das hinterließ jedoch einen Mangel beim Fertigschleifen. Wir haben hart und lange gesucht, um diese Position zu besetzen - erfolglos - und uns letztendlich dem Hinzufügen eines Universalroboters zugewandt.“

Automatisierungsherausforderungen gelöst:

Inhouse programmierte Schleifapplikation
Fähigkeit, eine große Vielfalt von kurzfristigen Produktchargen von Schneidebrettern zu schleifen
Fehler beim erzwungenen Stopp des Roboters beim Umgang mit größeren Teilen erfolgreich behoben

Wichtigste Werttreiber:

Fähigkeit, den Produktionsdurchsatz mit vorhandenem Personal um 40%
zu erhöhen ROI in nur zwei Monaten
Ein verbessertes Arbeitsumfeld steigert die Arbeitsmoral der Mitarbeiter

Aufgaben, die von kollaborativen Robotern gelöst werden

Der UR5e cobot übernimmt den gesamten Finish-Schleifzyklus von Schneidebrettern

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