

Tool Gauge mit Sitz in Tacoma, Washington, stellt Präzisionsbauteile und Baugruppen aus Metall und Kunststoff für die Luft- und Raumfahrtindustrie her. Mit langfristigen Kundenverträgen, die nicht neu verhandelt werden können, wandte sich Tool Gauge der Automatisierung zu, um die Personalkosten in einem angespannten Arbeitsmarkt zu mindern und einzudämmen. Zwei kollaborative UR-Roboter erreichten dieses Ziel und ermöglichten Arbeitseinsparungen von bis zu 75 Prozent bei gleichzeitiger Verdoppelung der Produktion in den Bereichen Leimabgabe und CNC-Maschinenpflege, wodurch der Bedarf an zusätzlichen Arbeitskräften für sich wiederholende, unerwünschte Arbeiten reduziert wurde. Das Unternehmen fand auch neue Möglichkeiten für Mitarbeiter, einen Mehrwert zu schaffen, die Sicherheit zu verbessern und die Arbeitszufriedenheit zu steigern.
Jim Lee, General Manager von Tool Gauge, sieht sich den harten Realitäten der Geschäftstätigkeit auf einem globalen Markt gegenüber. Obwohl das Unternehmen in der Nähe vieler seiner Kunden im pazifischen Nordwesten ist, können diese Kunden überall auf der Welt Geschäfte tätigen, auch auf viel kostengünstigeren Arbeitsmärkten. "Es wurde uns klar, dass wir nicht durch das Hinzufügen von mehr Körpern, sondern durch das Hinzufügen von mehr Technologie konkurrieren können und dann mit dieser Technologie mehr Wert schaffen", erklärt Lee, der bis zu hundert neue Mitarbeiter einstellen wollte, die auf dem engen Arbeitsmarkt im pazifischen Nordwesten einfach nicht verfügbar waren.
Für ein Tool Gauge war es nicht nur schwierig, menschliche Bediener einzustellen, sondern auch die erforderlichen Aufgaben waren für manuelle Arbeiten schwierig – insbesondere das Einbringen von Klebstoff in Kunststoff-Strangpressteile. „Der Bereich, in dem der Klebstoff aufgetragen werden muss, ist unglaublich schmal, so dass die Bediener im Laufe der Zeit Ermüdung in ihren Händen sahen, wobei mögliche Verletzungen Anlass zur Sorge gaben. Die Ausschussraten waren ebenfalls hoch“, sagt der Fertigungsingenieur von Tool Gauge, Steve Ouzts.
Tool Gauge musste Effizienzsteigerungen einbauen - und stellte fest, dass cobots von Universal Robots (UR) die perfekte Lösung waren. Lee beschreibt die drei Hauptvorteile der kollaborativen Roboter von UR. „Wir haben uns für Universal Robots entschieden, weil sie erstens cobots sind: Wir hatten immer Angst vor der Automatisierung, weil es eine enorme Kapitalinvestition gibt, aber das ist bei den Universal Robots nicht der Fall. Zweitens waren wir besorgt darüber, Teile unserer Fertigung abzuschotten, um sie in Automatisierungszellen einzubauen, was wir nicht mit UR zu tun haben. Und drittens können wir die UR cobots so konfigurieren, dass sie Hunderte von verschiedenen Dingen tun. Sie sind hochgradig konfigurierbar und leicht zu bewegen. Für uns war es also wirklich die einzige Lösung."
Tool Gauge installierte zwei UR cobots, um sich wiederholende, arbeitsintensive Anwendungen sowohl in der Metall- als auch in der Kunststoffteileabteilung zu adressieren. Auf der Metallseite wurde von einem voll besuchten CNC-Maschinenführer ein leicht beschädigtes Kupferteil hergestellt, um einfach Teile von der CNC-Rutsche zu ziehen, zu reinigen, zu spülen, zu trocknen und zu verpacken. Jetzt passieren die Teile einen Näherungssensor, der ein Signal an einen UR3 cobot sendet, um sie aufzunehmen. Der cobot legt Teile in ein Spülbad und hält sie dann vor einen Trockner, wo sie dann in einzelne Kartonzellen fallen gelassen werden.
Tool Gauge war in der Lage, den Palettierassistenten zu verwenden, der in den UR cobot integriert ist, um den Roboter einfach so zu programmieren, dass er jedes Teil in einem Rastermuster in eine offene Zelle in der Box fallen lässt. „Als wir den Universalroboter installierten, war das eine Ersparnis von $ 9.000 durch den reduzierten Arbeitsaufwand bei der ersten Bestellung, und wir gehen davon aus, dass wir das in Zukunft mehrmals ausführen werden“, sagt Lee, der nicht mehr die Talente seines Maschinisten verschwendet, sondern sich auf höherwertige Projekte wie das Einrichten und Programmieren der CNC-Maschinen konzentrieren kann.

In der Spritzgussabteilung wird ein UR5-Roboter für eine komplizierte Kunststoff-Extrusionsbaugruppe verwendet, der Endkappen für eine Kunststoffplatte aufnimmt und sie durch einen Klebstoffspender bewegt. Nach korrekter Abgabe des Klebstoffs in die Endkappe legt der UR5 das Teil in einen Aktuator auf einen Tisch, auf dem das Teil geklemmt wird. Ein Bediener übernimmt dann, inspiziert die Verklebung und entfernt das Teil. Früher mussten vier Bediener etwa zweihundert Einheiten pro Tag produzieren.

Jetzt erfordert die automatisierte Anwendung, dass ein Bediener, der mit dem UR5 cobot arbeitet, vierhundert Einheiten pro Tag produziert, wobei die Ausschussraten von 15 Prozent auf nur drei Prozent reduziert werden. Laut Debbie Lee, CEO von Tool Gauge, hat das Unternehmen durch eine Verringerung der Verletzungen durch sich wiederholende Bewegungen zusätzliche Einsparungen erzielt. „Wir haben einen Rückgang der Arbeits- und Industrieansprüche in unserer Produktion gesehen, da die Robotik diese monotonen Aufgaben übernimmt“, sagt sie.
Jim Lee, General manager, Tool GaugeWas ich für einen der schwierigsten Montagevorgänge hielt - die Verwendung eines Roboters zum Auftragen von Klebstoff auf eine sehr komplexe Oberfläche - funktioniert sehr, sehr gut
Vor den Universal Robots hatte der Fertigungsingenieur Ouzts nur minimale Robotererfahrung - nur einige Zeit im College mit einem traditionellen, nicht intuitiven SCARA-Roboter. Die einfache UR-Programmierung war ein großer Vorteil. "Beim Wechsel zu Universal Robots zog mich die intuitive Art der grafischen Benutzeroberfläche wirklich an", sagt er. „Ich weiß es wirklich zu schätzen, dass alle Begriffe in der Software laienhaft sind. Ich kann sie viel einfacher verstehen und weiß genau, wie der Code von Anfang bis Ende läuft, und ich bekomme sehr gutes positives Feedback grafisch darüber, was meine Handlungen den Roboter veranlassen werden."
Ein weiterer Vorteil der Universal Robots ist, wie einfach es ist, digitale und analoge Eingangssignale an eine Steuerbox anzuschließen. Ouzts fand heraus, dass die Verwendung des Näherungssensors so einfach war wie das Einstecken der Drähte in einen der 12-Volt-Digitaleingänge, die Auswahl über den E/A-Bildschirm des UR3-Teach-Pendants und das Warten auf ein Signal vom Sensor, um dem cobot mitzuteilen, wann es Zeit ist, ein Teil aufzunehmen.
Mit den UR cobots konnte das Unternehmen den Bedarf an 100 neuen Mitarbeitern halbieren und gleichzeitig Mitarbeiter für die gewünschten Jobs einstellen. Lee sagt: "Wir haben herausgefunden, dass die Leute, die die Jobs machten, die der Roboter machen würde, wirklich glücklich waren, diese Jobs nicht mehr machen zu müssen. Ich denke, dass wir viel mehr bestellen werden, weil die Leute gerne neben den Robotern arbeiten. Sie sind einfach fantastisch, und sie sind leise, und sie sind sehr vorhersehbar in Bezug auf das, was sie produzieren und die Anzahl der Dinge, die sie tun können. Wenn Sie alle unsere Mitarbeiter fragen, ob sie Bedenken hätten, neben einem Universalroboter zu arbeiten, wäre es nachdrücklich:"Absolut keine."

In der Luft- und Raumfahrtindustrie, in der Produktdesigns zwanzig oder dreißig Jahre lang unverändert bleiben können, sind die Erwartungen an die Kapitalrendite länger als in vielen anderen Branchen. Lee dachte zunächst, dass eine drei- oder vierjährige Rendite auf die Roboterinvestition gut wäre. Er war angenehm überrascht von den Universal Robots und sah eine erwartete Amortisation für beide Roboter unter einem Jahr. "Wir sind sehr begeistert davon", sagt er.

Die Fähigkeit der cobots, leicht bewegt und für zusätzliche Prozesse neu programmiert zu werden, mit einfachen Änderungen der End-of-Arm-Werkzeuge, lässt Tool Gauge eine breite Palette von Aufgaben betrachten, bei denen cobot Vorteile Prozesse und Ergebnisse verbessern können. Zum Beispiel könnten traditionelle Roboter auf Spritzgießmaschinen durch cobots ersetzt werden, und cobots könnten Pressen und andere Bearbeitungsaufgaben sowie die Endmontage übernehmen.

Ingenieur Ouzts freut sich darauf, dass UR cobots weitere großvolumige Aufträge übernehmen, darunter einen zum Nieten und Montieren. „Für ein bestimmtes Teil müssen zwanzig Nieten installiert werden, und da es so groß ist, haben wir sofort eine Anwendung für einen Roboter gesehen“, sagt er.

Ouzts klingt etwas überrascht, als er erklärt, wie sehr er es genießt, mit den Robotern zu arbeiten. "Es ist schön, Teil der Zukunft zu sein", sagt er. "Es ist sicherlich die Richtung, in die sich die meisten Fertigungsunternehmen bewegen, und ich mag es einfach, wenn die Gesichter aller anderen aufleuchten, wenn sie es in Betrieb sehen."
Tausende von Unternehmen verlassen sich auf kollaborative Roboter, um...