UR cobots bieten sichere und benutzerfreundliche Automatisierungslösung

Optipro Systems

Kurz gesagt

OptiPro Systems, ein Hersteller von optischen Präzisionsfertigungsanlagen, sah sich mit einer erhöhten Kundennachfrage konfrontiert, eine automatisierte Lösung anzubieten, die die Produkte, die OptiPro-Kunden in ihren Maschinen herstellen, im Prozess messen kann. OptiPro fand die Lösung in der Q-Span ® Workstation von New Scale Robotics, einem Application Kit für die Kleinteilmessung, das von einem UR3 cobot von Universal Robots angetrieben wird.

OptiPro Systems mit Sitz im US-Bundesstaat New York entwickelt seit den späten 1980er Jahren Präzisionsschleif-, Polier- und Messinstrumente für die Optikindustrie. Zunehmend fordern die Kunden des Unternehmens schlüsselfertige Lösungen an. „Anstatt dass Kunden einzelne Maschinen und Anlagen stückweise für ihre Fertigungslösungen kaufen, können wir jetzt den gesamten Prozess abwickeln, indem wir ihnen eine Zelle zur Verfügung stellen, die die Rohlinge sowohl misst als auch herstellt und sie zu einem endgültigen Werkstück macht“, sagt David Mohring, Messtechnikkoordinator, OptiPro Systems. Die Qualitätskontrolle ist von entscheidender Bedeutung, da die Mehrheit der OptiPro-Kunden Teile für den medizinischen und militärischen Bereich herstellt, die eine 100% ige Inspektion erfordern.

Optipro Systems

Industrie Metal and Machining

Land North America

Anzahl der Mitarbeiter 50-100

Cobots verwendet UR3

Video — Optipro Systems, USA

Aktualisieren einer vorhandenen Lösung

OptiPro Systems hatte bereits intern kollaborative Roboter von Universal Robots implementiert, um Schleif- und KMG-Maschinen zur Herstellung von Prototypen zu pflegen. Als New Scale Robotics mit dem Q-Span ® Workstation Kit herauskam, nahm OptiPro dies zur Kenntnis. „Wir sahen eine einzigartige Gelegenheit, eine sichere, benutzerfreundliche Lösung für die In-Prozess-Messung mit cobots anzubieten, mit der wir uns bereits wohl fühlten“, sagt Kyle Wood, Optics Fabrication Supervisor bei OptiPro Systems.

Q-Span® Workstation ist ein UR+ Application Kit, was bedeutet, dass es getestet und zertifiziert wurde, um sich nahtlos in UR cobots zu integrieren – in diesem Fall URs Tabletop cobot, der UR3. Das Q-Span® Workstation Kit enthält Roboter-Greifzangen, Musterteile und Zubehör sowie einen vielseitigen Workstation-Wagen, der sich leicht in der Anlage bewegen lässt. OptiPro bietet jetzt das Q-Span® Workstation Kit als Teil der kompletten Bearbeitungszellen an, einschließlich Schleif-, Polier- und Messstationen. Wenn Teile aus einer OptiPro-Schleifmaschine kommen, misst die Q-Span® Workstation die Teile sofort in einem Pass/Fail-Szenario. Wenn Teile passieren, gehen sie zur weiteren Messung zur CMM-Maschine.

Das Q-Span® Workstation-Kit ist ein UR+ -zertifiziertes Anwendungs-Kit, das von New Scale Robotics entwickelt und hergestellt wurde, um mit den kollaborativen Robotern der Universal Robots e-Serie (cobots) zusammenzuarbeiten. Es automatisiert den langwierigen Prozess der manuellen Messung von Kleinteilen für die Qualitätskontrolle und die Aufzeichnung der Daten für die statistische Analyse.

Bevor der mit dem Greifer-Sattel von New Scale ausgestattete UR3e cobot mit der Messung eines neuen Teiletyps beginnt, muss der Benutzer dem integrierten Absolutwertgeber des Greifers den neuen Abstand zwischen den Fingerspitzen mitteilen und ihm den neuen „realen Wert“ zwischen den für die Inspektion verwendeten Kontaktpunkten beibringen. Benutzer können diese Referenz direkt in der URCap-Software auf dem Teach-Pendant des UR3 cobot einstellen.

Wir sahen eine einzigartige Gelegenheit, eine sichere, benutzerfreundliche Lösung für In-Prozess-Messungen mit cobots anzubieten, mit denen wir uns bereits wohl gefühlt haben

Kyle Wood, Optics Fabrication Supervisor

Probleme frühzeitig erkennen

Probleme frühzeitig erkennen

Die Messung der Teile im Prozess ist für den Herstellungsprozess von entscheidender Bedeutung, sagt Mohring: „Anstatt eine Reihe von Teilen zu produzieren, die erst später gemessen werden, fängt die In-Prozess-Messung sofort Probleme auf, was den Ausschuss reduziert und sicherstellt, dass wir den Herstellungsprozess nicht fortsetzen, während wir schlechte Teile herstellen."

Mike Cahill, Maschinenbauingenieur bei OptiPro Systems, erklärt, wieQ-Span ® Workstation zum Beispiel Glaszylinder messen kann, die aus der OptiSonic-Schleifmaschine des Unternehmens kommen. Der Zylinder wird von einem Kernbohrer hergestellt, der wie ein Mini-Bockhammer durch einen großen Glasstapel oszilliert. „Die OptiSonic-Technologie verlängert die Werkzeuglebensdauer erheblich, aber es ist unvermeidlich, dass sich der Diamantbohrer im Laufe der Zeit als Teil des Schleifprozesses abnutzt, sodass die tatsächliche Werkstückgröße, die sich aus diesem Fertigungsprozess ergibt, variiert“, sagt er. „Wenn die Q-Span® Workstation die Kerndicke jedes Zylinders sofort misst, können wir auf unbemannte Weise Probleme außerhalb der Toleranz sofort erkennen und bei Bedarf Bohrer oder Vorschubgeschwindigkeit ändern.“

Einsparungen in Höhe von Tausenden von Dollar

Einsparungen in Höhe von Tausenden von Dollar

Das bedeutet, den Ausschuss an wertvollen Materialien zu reduzieren. Kyle Wood gibt ein Beispiel dafür, wie wertvoll es ist: „Einige unserer Kunden verwenden Germanium, das im Rohgewicht mehr wert ist als Gold, also sprechen wir von Einsparungen in Höhe von Tausenden von Dollar“, sagt er und betont auch die empfindliche Teilehandhabung von Q-Span® Workstation. „Mit dem cobot vermeiden unsere Kunden nun spröde Materialbrüche und scharfe Kanten, die durch manuelle Handhabung gebrochen oder abgebrochen werden. Q-Span® Workstation ermöglicht einen unbemannten Betrieb, der Tausende von Werkstücken produzieren kann, wenn die Losgrößen groß sind. Ein manueller Bediener würde sechs Schritte benötigen, um das zu tun, was Q-Span® in einem Zyklus erreichen kann. Hinzu kommt, dass wir die menschliche Varianz aus der Gleichung herausnehmen“, sagt er. „Wir können auch eine Vielzahl verschiedener Teile messen, ohne den Greifer zu wechseln, wodurch wir schnell von einem Projekt zum nächsten wechseln können.“

Flexibler Einsatz mit eingebauter Sicherheit

„Sie können das Q-Span ® Kit direkt in Ihre Einrichtung bringen und innerhalb weniger Stunden Teile messen lassen, ohne einen Integrator beauftragen zu müssen, der stundenlang daran arbeitet, einen hartgesottenen Roboter in Ihr System zu integrieren.“

Quinlivan erklärt, dass New Scale Robotics sich aus mehreren Gründen für den UR3 cobot entschieden hat, um das Q-Span ® Workstation Kit mit Strom zu versorgen: „Der UR3 hat einen großartigen Formfaktor und bietet eine Open-Source-Plattform, die es uns ermöglicht, ein URCap zu entwickeln, das ein Software-Handshake zwischen unserem System und dem Roboter ist“, sagt sie und erklärt, dass dies es dem Benutzer ermöglicht, die gesamte Anwendung direkt über das eigene Teach-Pendant des UR3e zu programmieren, das Messdaten direkt in Kundendatenbanken einspeisen kann.

OptiPro Systems hat mit einer Vielzahl von verschiedenen Robotern gearbeitet, sagt Mohring. "Die Benutzerfreundlichkeit und der kollaborative Charakter des UR cobot haben dazu beigetragen, ihn in unsere Arbeitszellen zu implementieren. Wir müssen nicht viel Zeit damit verbringen, Techniken zu entwickeln und verschiedene Programmieralgorithmen zu erlernen, wie bei einigen der anderen Optionen da draußen", sagt er und fügt hinzu, dass die Tatsache, dass der UR3e ein cobot ist, es ihm ermöglicht, neben Mitarbeitern zu arbeiten und in bestehende Workflows zu passen. „Aufgrund der eingebauten Sicherheit des cobot bietet er die Vorteile einer flexiblen Automatisierung ohne die Kosten fester Industrieroboter. Wir müssen nicht all die zusätzlichen Schutzvorrichtungen und Laser wie bei herkömmlichen Robotern hinzufügen. Wir können das Q-Span ® -System einfach zwischen Maschinen fahren; es könnte eine einfache Drei-Achsen-Mühle sein, bis hin zu einer sechsachsigen simultanen Schleifplattform - oder einer Polierplattform - es ist flexibel genug, dass wir es auf jede einzelne unserer Maschinen setzen könnten.“

„Aufgrund der eingebauten Sicherheit des cobot bietet er die Vorteile einer flexiblen Automatisierung ohne die Kosten fester Industrieroboter. Wir müssen nicht alle zusätzlichen Schutzvorrichtungen und Laser wie bei herkömmlichen Robotern hinzufügen. Wir können das Q-Span ® -System einfach zwischen den Maschinen bewegen“, sagt Dave Mohring, Messtechnikkoordinator, OptiPro Systems.

„Aufgrund der eingebauten Sicherheit des cobot bietet er die Vorteile einer flexiblen Automatisierung ohne die Kosten fester Industrieroboter. Wir müssen nicht alle zusätzlichen Schutzvorrichtungen und Laser wie bei herkömmlichen Robotern hinzufügen. Wir können das Q-Span ® -System einfach zwischen den Maschinen bewegen“, sagt Dave Mohring, Messtechnikkoordinator, OptiPro Systems.

Verhindern von Engpässen

Verhindern von Engpässen

Dass die Q-Span ® Workstation prozessintern an der Schleifmaschine misst und Teile in Pass/Fail-Behälter sortiert, trägt auch dazu bei, Engpässe im Messtechniklabor zu vermeiden, erklärt Mohring: „Unzulässige Teile frühzeitig in der Fertigungszelle zu fangen, ohne sie an eine CMM-Maschine im Messtechniklabor senden zu müssen, spart unseren Kunden viel Geld und Zeit." Nur Teile, die die In-Prozess-Messung des Q-Span ® Kits bestehen, werden dann zur vollständigen Dimensionsüberprüfung zu einem CMM-Gerät weitergeleitet.

Kostensenkung und Effizienzsteigerung

Kostensenkung und Effizienzsteigerung

„In der Optikfertigung gibt es oft einen Zellaufbau, bei dem es einen Schleifvorgang, einen Poliervorgang und dann einen Messvorgang gibt, alles innerhalb einer Arbeitszelle“, sagt er. „Es ist eine große Kostensenkung, keine Person an jeder Maschine zu haben – und in einem Covid-Szenario mit reduzierter interner Belegschaft war es ein großer Vorteil für unsere Kunden, da nicht so viele Menschen in unmittelbarer Nähe zusammenarbeiten müssen.“

Ideen für die Zukunft

Ideen für die Zukunft

Das Hinzufügen desQ-Span ® Workstation Kit als Teil des schlüsselfertigen Angebots von OptiPro System hat viele Ideen für zukünftige Projekte hervorgebracht. "Es hat uns auch das Vertrauen gegeben, mit den UR cobots ein Element der Innovation in die zukünftige oder bestehende Produktion einzubringen, was immer wichtiger werden wird", sagt Kyle Wood.

Automatisierungsherausforderungen gelöst:

100% In-Prozess-Prüfung der erreichten Teile

Weniger präzise und weniger wiederholbare manuelle Messungen ersetzt, die spröde Werkstücke absplittern oder beschädigen können

Flexible Bereitstellung auf mehreren Maschinen

Ermöglicht den unbemannten Betrieb der prozessbegleitenden Qualitätsprüfung, kritisch in einem Covid-Szenario mit reduzierter Inhouse-Belegschaft

Wichtigste Werttreiber:

Bietet In-Prozess-Messung, sofortige Erfassung von außerhalb der Toleranz liegenden Teilen

Reduziert Ausschuss

Verhindert Engpässe im Messtechniklabor

Geringer Platzbedarf

Erhöhte Flexibilität beim Einsatz von Mitarbeitern

Kollaborativ und sicher

Einfach zu programmieren

Komplettes Kit zur Qualitätsprüfung

Aufgaben, die von kollaborativen Robotern gelöst werden:

In-Prozess-Messung von Kleinteilen, die von Präzisionsoptikmaschinen hergestellt werden.

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