Universal Robots übernimmt die unternehmenskritische Inspektion
Kurz gesagt
Ein kollaborativer Roboter Universal Robots UR10, der mit einer Vision-Kamera ausgestattet ist, ermöglicht es dem in Ohio ansässigen Auftragshersteller, 100 % Qualität in der Unterbaugruppe von Automobilmotoren zu erreichen.
An der hufeisenförmigen Montagelinie in Youngstown, Ohio, bewegen sich Motorteile wie ein Uhrwerk auf einem Förderband mit 60 Sekunden Zeitspanne für jede Station und lassen keinen Raum für Fehler. Wenn die Motorwiege-Unterbaugruppen das Ende der Linie erreichen, muss das Unternehmen jede Unterbaugruppe überprüfen, die einen kritischen Lenkradkabelbaumverbinder enthält, der vollständig sitzt und verriegelt ist. „Wenn es eine intermittierende lose Verbindung gibt oder sie verbunden und nicht verriegelt ist, kann dies zu einem intermittierenden oder vollständigen Verlust der Servolenkung führen, die auf der Schweregradskala eine Stufe 8 darstellt“, sagt Mike O’Keefe, Leiter der wertschöpfenden Montage bei Comprehensive Logistics. „Es ist ein lebensbedrohlicher Fehlermodus, daher müssen wir sicherstellen, dass diese Clips mit 100-prozentigem Vertrauen in Position gebracht werden." O’Keefe erklärt auch die Herausforderung. „Die manuelle Inspektion ist branchenweit nur zu etwa 80 Prozent effizient, daher haben wir nach einer wiederholbaren Qualitätsprüfung durch ein automatisiertes System gesucht“, sagt er.
Dieser Prozess verursachte dem Ohio-Hersteller jedoch Kopfschmerzen, da das vom Unternehmen implementierte stationäre Multikamerasystem die Kameras nicht an engen Stellen positionieren konnte und nicht so wiederholbar war, wie es der Hersteller benötigte. "Die vom Kamerasystem gesammelten Daten waren nicht so rein", fügt O’Keefe hinzu, der auch mit einem Roboter im Sondenstil experimentierte, der die Wiederholbarkeitsanforderungen nicht erfüllte.
Das Unternehmen begann, nach Alternativen zu suchen. Die Lösung müsste die Verfügbarkeitsanforderungen von Comprehensive Logistics unterstützen, einfach zu bedienen sein und sich leicht in die Prozesse und Mitarbeiter der Linie integrieren lassen. „Wir mussten etwas finden, das nicht zu einem potenziellen Sicherheitsproblem beitragen würde“, erklärt O’Keefe. „Wir haben uns Universal Robots angesehen und schnell gemerkt, dass es sich um einen kostengünstigen, leichten Roboter handelt, der eine Vision-Kamera sicher und wiederholbar in die richtigen Positionen bringen kann. Die Geschicklichkeit des Universalroboters ermöglicht es ihm, unter die geschäftskritischen Punkte zu gelangen und zu 100 Prozent wiederholbar zu sein.“
Comprehensive Logistics
Mike O’ Keefe, Value-added Assembly superintendent, Comprehensive LogisticsUniversal Robots bot uns die Möglichkeit, uns stark zu positionieren und 100 Prozent Qualität zu liefern
Die Lösung
Die schlüsselfertige Anwendung wurde von Automation Zone entwickelt, einem in Ohio ansässigen zertifizierten Systemintegrator für UR-Roboter.
Trotz des Einsatzes externer Ressourcen war der Preis für die Gesamtanwendung immer noch kostengünstig. Der Montageleiter von Comprehensive Logistics erläutert, wie sich der Roboter im Dreischichtbetrieb in etwa sieben Monaten amortisieren würde. "Wenn man sich nur die Roboterhardware ansieht, beträgt der ROI wahrscheinlich weniger als vier Monate", sagt er und fügt hinzu, dass diese Berechnung den Wegfall von Gebühren vom Kunden aufgrund von Qualitätsproblemen nicht berücksichtigt. „Da wir vom UR-Roboter 100 Prozent Qualität erhalten, glaube ich, dass die Amortisationszeit noch kürzer wäre, da wir wissen, dass wir vor Strafen geschützt sind.“
Stabile Produktion
Der an der Decke montierte kollaborative Roboter UR10 von Universal Robots ist mit einer Sichtkamera ausgestattet und bewegt sich schnell zwischen den Inspektionspunkten, wobei er ein Bild von jeder Verbindung macht, bevor er in eine „Ausgangsposition“ zurückgezogen wird und auf die nächste Inspektion wartet.
O’Keefe betont die Betriebszeit, die erreicht wurde, seit der UR10 die Inspektion der Motorwiege übernommen hat. „Der UR10 läuft seit zwei Jahren im Zwei- oder Dreischichtbetrieb rund um die Uhr." Die Anwendung ist auch für Motorneubauten zukunftssicher. Wenn neue Anforderungen oder andere Prüfkriterien vom Kunden vorgegeben werden, ist es einfach, dem Prozess Qualitätsprüfpunkte hinzuzufügen. „Unser Integrator wählt sich einfach aus der Ferne ein, aktualisiert, was benötigt wird, und führt uns durch den Prozess“, sagt O’Keefe.
Eingebaute Sicherheit
Universal Robots wird aufgrund des eingebauten Sicherheitssystems, das den Roboterarm automatisch außer Betrieb setzt, wenn er auf Objekte oder Personen innerhalb seiner Route trifft, als kollaborativer Roboter oder Cobot eingestuft. Das bedeutet, dass Comprehensive Logistics den UR10 direkt neben den Mitarbeitern auf der Linie betreiben könnte. "Wir brauchten nicht die umständlichen Lichtvorhänge oder andere Arten von Schutzvorrichtungen, die bei einigen der Standard-Robotersysteme in der Branche erforderlich sind", sagt O’Keefe und betont die Fähigkeit des Roboters, einfach in der Mitte des Zyklus zu starten und zu stoppen. „Wenn die Inspektion fehlschlägt, können wir nur den fehlgeschlagenen Teil des Zyklus erneut inspizieren. In der Regel, wenn Sie einen eigenständigen Roboter haben, wird er den gesamten Prozess erneut ausführen, was mich über meine Zykluszeit bringt." Mit der 60-Sekunden-Taktzeit an jeder Station wird die Zykluszeit am Fließband auf etwa 48 Sekunden eingestellt, wobei der UR cobot etwa 32 Sekunden benötigt, um die Inspektion zu durchlaufen, so dass genügend Zeit für einen erneuten Durchlauf ausfällt, ohne dass die gesamte Linie zum Stillstand kommt.
Nachhaltige Lösung
Die vom UR10 durchgeführte Vision-Inspektion ist der letzte Schritt auf der schnelllebigen Montagelinie, bei der die Betriebszeit entscheidend ist. "Frühere Lösungen verursachten häufige Unterbrechungen, aber das ist bei Universal Robots nicht der Fall, wir hatten in den zwei Jahren des Betriebs keine Ausfälle", sagt Mike O’ Keefe, Value-Added Assembly Superintendent bei Comprehensive Logistics.
Missionskritisch
Die Überprüfung der korrekten Montage der Plug-ins für den Kabelbaum des Lenkgetriebes ist geschäftskritisch. Wenn es eine intermittierende Verbindung gibt, die durch einen nicht vollständig sitzenden und eingerasteten Stecker verursacht wird, kann dies zu einem Verlust der Servolenkung führen, die auf der Schweregradskala eine Stufe 8 hat - was einen lebensbedrohlichen Ausfallmodus bedeutet.
Die Produkte
Comprehensive Logistics ist ein führender externer Logistikdienstleister für hochvolumige und schnelle Lageroperationen, einschließlich ISO- und IATF-zertifizierter Mehrwert-Unterbaugruppen. Comprehensive Logistics setzt schlüsselfertige Lösungen ein, die Folgendes umfassen: proprietäre IT-Systemintegration; Lager- und Hofverwaltungsintelligenzsysteme; Teilesequenzierung; Unterbaugruppenfertigung; Kitting; Teileumverpackung; Management von Mehrwegbehältern; Cross-Docking; internationales ein-/ausgehender Materialmanagement; und dedizierter Shuttle-Transport.
Die Mitarbeiter von Comprehensive Logistics könnten in Zukunft mehr Kollegen von cobot sehen. „Wenn Comprehensive Logistics mehr Montage-Builds erhält, könnten wir diesen Prozess möglicherweise auf andere Linien übertragen, wenn der Kunde über geschäftskritische Prüfpunkte verfügt, die eine 100-prozentige Qualität aufweisen müssen“, sagt O’Keefe.
Automatisierungsherausforderungen gelöst
100% ige Qualität bei der Montage von Automobilmotoren erreicht Automatisierbarkeit ohne Sicherheitskäfig, so dass ein Side-by-Side-Betrieb mit Linienarbeitern möglich ist Keine Wartung ohne Ausfallzeiten oder Unterbrechungen der Linie Zukunftssichere Anwendung, die Änderungen bei der Inspektion von Motorenbauteilen ermöglicht
Schlüsselwerttreiber
4 Monate ROI auf dem UR10, 7 Monate auf der gesamten vom Integrator entwickelten Anwendung Einfache Programmierung Kollaborativ und sicher Kontinuierlicher Betrieb ohne Notwendigkeit einer Neukalibrierung nach erneuter Prüfung
Aufgaben, die von kollaborativen Robotern gelöst werden
Vision-Qualitätsprüfung der Unterbaugruppe von Automobilmotoren
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