Automatisieren des Kleinserienschweißens

Automatisierung bei MT Solar

Kurz gesagt

MT Solar entwirft und fertigt Montagestrukturen für Solarmodule aller Größen. Ein DIY Vectis Cobot-Schweißwerkzeug, das von einem kollaborativen Roboter Universal Robots UR10e angetrieben wird, verarbeitet jetzt eine Vielzahl von Schweißnähten, ermöglicht schnelle Umrüstungen und eine optimierte Produktion. MT Solar überwand den Arbeitskräftemangel und befreite das aktuelle Personal von sich wiederholenden Schweißaufgaben, während es gleichzeitig einen 300% igen Anstieg der Nachfrage erfolgreich bewältigte.

The Challenge

MT Solar ist ein Hersteller von Solar-Montagegeräten mit Sitz in der malerischen Gemeinde Charlo, Montana. Das Unternehmen verzeichnet jeden Sommer einen Anstieg der Nachfrage nach seinen Solar-Mount-Produkten um 300 %, konnte jedoch keine qualifizierten Schweißer für den saisonalen Aufwärtstrend finden. Der Eigentümer und Präsident von MT Solar, Travis Jordan, war eines Tages in seinem Büro und „kämpfte nur“, um mit dem Arbeitskräftemangel fertig zu werden, als ihm einer der Schweißer von MT Solar einen Artikel über Schweißroboter überreichte. Jordan erinnert sich: "Er sagte:" Ich denke wirklich, dass Sie sich das ansehen sollten, es wäre eine gute Lösung für unser Team. "Und ich bin wie:" Nun, wenn einer der Bediener sagt, dass Sie sich mit Robotik befassen müssen, haben Sie einen Grund, warum Sie hier etwas tun sollten. ''

Zu diesem Zeitpunkt waren die Vorlaufzeiten von MT Solar zwei- bis dreimal so hoch, wie sie sein sollten. „Es ist schwer, gute, qualifizierte Leute zu finden, die bereit sind, hierher zu kommen und zu arbeiten“, erklärt Jordan. Seine Einstellungsschwierigkeiten spiegeln einen nationalen Trend wider; die American Welding Society prognostiziert ein potenzielles Defizit von 400.000 Schweißern bis 2025. MT Solar erforschte konventionelle Schweißroboter, fand sie aber am besten geeignet für große Chargen desselben Artikels und ohne Flexibilität.

Die Suche nach einer flexiblen Automatisierungslösung war für MT Solar von entscheidender Bedeutung, da das Unternehmen viele verschiedene Arten von Montageteilen herstellt, oft in Chargen mit hohem Mischvolumen/geringem Volumen. Jordan erklärt: „Stellen Sie sich uns als ‚ Solar Ikea 'vor, wenn Sie so wollen - wo alle Teile zum Kunden gehen müssen, um vor Ort montiert zu werden. Wenn ich nicht alle anderen Teile dazu habe, kann ich nichts versenden."

Die Kosten der konventionellen Automatisierung wurden durch den Aufwand bei der Programmierung und Einrichtung noch verschlimmert ", fügt Jordan hinzu.„ Auf den ersten Blick mag es wie eine gute Idee erscheinen, traditionelle Roboter zu verwenden, aber wenn man sich die Zeit und die Ressourcen ansieht, um sie zum Laufen zu bringen und zu programmieren, war dies nicht der Weg, den wir einschlagen wollten. Herkömmliche Roboter sind nicht sehr flexibel. Sie können mit einer gemischten Tasche nicht umgehen. Der Umschlag ist zu klein. Oder die Befestigung kann nicht richtig manipuliert werden, und die Kosten wären durch die Decke gegangen “, sagt Jordan und fügt hinzu, dass das Unternehmen eine Lösung bevorzugte, die keine Sicherheitsvorkehrungen erfordert und die bestehende Betreiber bewältigen könnten.

Montana Solar

Industrie Metal and Machining

Land United States

Anzahl der Mitarbeiter 5-25

Cobots verwendet UR10e

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

Sicher, autonom und kollaborativ

Während herkömmliche Schweißroboter Sicherheitskäfige benötigen und "wie ein Albtraum aussehen" können, bieten cobots eine sichere Mensch-Roboter-Kollaboration in unmittelbarer Nähe ohne Zäune, bemerkt Jordan, was die Attraktivität von cobot-betriebenen Schweißlösungen weiter erhöht. „Als ich heranzoomte und das Cobot-Schweißwerkzeug von Vectis Automation mit Universal Robots entdeckte, wurde klar, dass diese Kombination der richtige Weg war."

DIY-Programmierung abgeschlossen, der Roboter führt autonom einen vollständigen MIG-Schweißzyklus aus. Der UR10e verschweißt in jedem Zyklus sechs bis acht Teile. Typischerweise handelt es sich dabei um Kleinteile, darunter Schlosskragen, Balkenklemmen und Schweißmuttern. Der cobot schweißt diese in einer vordefinierten Reihenfolge und fertigt 4-12 Teile pro Lauf ohne Batch. Wenn es seine Schweißaufgaben erledigt hat, können Menschen Teile nachladen und die Anlage bei Bedarf neu starten oder schnell einen neuen Schweißauftrag mit frischen Teilen programmieren. Der cobot ist für das Schweißen spezifischer Stücklisten alle 38-Minuten-Taktzeitverschiebung verantwortlich. Die Bediener arbeiten während der Zyklen zusammen mit dem cobot, be- und entladen und maximieren die Gebäudereichweite der Maschine, um mehrere verschiedene Vorrichtungen abzudecken.

Stromlinienförmiger Schweißaufbau

Die Bediener richten die Zelle mit Vorrichtungen ein, versorgen die Teile und programmieren das System über eine intuitive 3D-Schnittstelle, die über das mitgelieferte URCap-Software-Plugin von Vectis direkt in das Teach-Pendant des cobot integriert ist. Das Pendant enthält eine vollständige Schweißbibliothek, die von Vectis Automation entwickelt wurde und Standardeinstellungen für gängige Schweißarbeiten bietet, einschließlich Muster- und Tack-Werkzeuge. „Ich bin keineswegs ein zertifizierter Schweißer“, sagt Jordan. "Ich werde einfach einen der Jungs aus dem Laden holen, die Schweißer sind, und ich werde sagen:" Okay, ich werde den Anhänger laufen lassen. Du gehst voran und lässt die Fackel laufen und stellst sie dort hin, wo du sie haben willst. Wo soll die Schweißnaht beginnen; wo soll sie aufhören; welchen Winkel soll sie einnehmen? "Und wir haben einige sehr fortschrittliche Schweißnähte durchdacht."

Effizientes MIG-Schweißen mit UR10e cobot

DIY-Programmierung abgeschlossen, der Roboter führt autonom einen vollständigen MIG-Schweißzyklus aus. Der UR10e schweißt in jedem Zyklus sechs bis acht Teile. In der Regel handelt es sich dabei um Kleinteile, darunter Schlosskragen, Balkenklemmen und Schweißmuttern. Der cobot schweißt diese in einer vordefinierten Reihenfolge und fertigt 4-12 Teile pro Lauf ohne Batch. Wenn es seine Schweißaufgaben erledigt hat, können Menschen Teile nachladen und die Anlage bei Bedarf neu starten oder schnell einen neuen Schweißauftrag mit frischen Teilen programmieren. Der cobot ist für das Schweißen spezifischer Stücklisten jede 38-minütige Taktzeitverschiebung verantwortlich. Die Bediener arbeiten während der Zyklen zusammen mit dem cobot, be- und entladen und maximieren die Gebäudereichweite der Maschine, um mehrere verschiedene Vorrichtungen abzudecken.

Einfache Bereitstellung

Die Begeisterung in MT Solar hatte sich vor der Ankunft des cobot aufgebaut, was für einen „sehr interessanten“ ersten gemeinsamen Morgen sorgte, erinnert sich Jordan: „Der Roboter taucht auf dem Truck auf und natürlich bin ich ganz aufgeregt. Ich verlasse das Büro und habe Mitarbeiter, die bereits die Schrumpffolie vom Roboter abschneiden und sich darauf vorbereiten, etwas einzurichten. Ich sagte:" Moment mal! Ich will spielen! "Wir hatten an diesem Nachmittag Produktionsteile in Betrieb", sagt Jordan.

Das Beste an dem System ist, dass man kein Raketenwissenschaftler sein muss, um es zu verwenden, sagt Mike Gillin, Betriebsleiter von MT Solar, ein zertifizierter Schweißer bei MT Solar: „Ich bin von Beruf Schweißer, aber ich wusste nichts über Roboter, und ich bin nicht sehr computerversiert. Die Neugierde zog mich zu dem Roboter und ich war wirklich überrascht, wie einfach es war, es herauszufinden.“

Niedrige Eintrittsbarriere

Die flexiblen Finanzierungs- und Rent-to-Own-Optionen von Vectis Automation ermöglichten es MT Solar, das gesamte System von Anfang an ohne großen finanziellen Aufwand zu testen. „Dies ist ein System, das ich für einen sehr kurzen Zeitraum mieten oder leasen kann. Das kann ich mir leisten. Wenn es nicht funktioniert, bin ich nicht mit dem Ding belastet. Es hat uns den Einstieg wirklich leicht gemacht“, sagt Jordan. Der greifbare ROI des Systems ist klar, da es dem Team einen weiteren Schweißer hinzufügt, fügt Jordan hinzu, der "einen wirklich sauberen eineinhalbjährigen ROI bietet, nur aufgrund von Arbeitseinsparungen durch harte Arbeit." Der immaterielle ROI ist "wahrscheinlich noch wertvoller", bemerkt Jordan, weil der cobot "so weitreichende Auswirkungen auf die Kunden- und Mitarbeitermoral hat".

Als ich heranzoomte und das Cobot-Schweißwerkzeug von Vectis Automation mit Universal Robots entdeckte, wurde klar, dass diese Kombination der richtige Weg war.

Travis Jordan, Owner and President, MT Solar

Wiederholbarkeit, verbesserte Qualität & Wettbewerbsfähigkeit verbessert

Das menschliche Schweißen kann viele Abweichungen ausgleichen - und einführen -, sagt Betriebsleiterin Gillin, besonders wenn es um monotone Arbeit geht und man sich auf den kalibrierten Daumen verlässt. „Wir haben in einem Winter bis zu 7.500 Kleinteile gebaut. Wenn ein Bediener das tut, kann man erkennen, wo er es satt hat, und einige dieser Teile werden am Ende verschrottet“, sagt Gillin. Der cobot Schweißer führt nun diese sich wiederholende Arbeit aus. Für Eigentümer Jordan bietet das System die Wiederholbarkeit, nach der sich die Hersteller sehnen, und hilft MT Solar, eine gleichbleibende Produktqualität aufrechtzuerhalten: „Unsere Kunden sind immer begeistert, wenn wir ihnen sagen: ‚ Hey, wissen Sie, dieses Teil wurde an einem Roboter geschweißt."

Sie ziehen es an, und es sieht genauso aus wie das letzte und sie sehen hochwertig aus ", sagt Jordan.„ Ich denke, das System von Universal Robots mit Vectis ist das beste, dem ich je begegnet bin. Es ist wunderbar. "Darüber hinaus ermöglicht die Konsistenz und Flexibilität des Systems MT Solar, mit großen Unternehmen zu konkurrieren", sagt Jordan. "Es ermöglicht uns, industrielle Qualität und Skalierbarkeit mit der Innovation und der Beweglichkeit eines kleinen Unternehmens zu kombinieren, was wir für eine äußerst leistungsstarke Kombination halten." MT Solar plant, in Kürze weitere cobots für neue Aufgaben wie die Manipulation von schweren und größeren Teilen zu erwerben, was auch einen Teil des Hebens durch die Mitarbeiter erleichtern wird. Als Betriebsleiterin drückt Gillin es so aus: „Wir haben einen Laden voller Leute, die Ideen entwickeln, nur weil sie sich damit auseinandersetzen.“