Lijado Cobot ofrece un aumento del 40% en el rendimiento

Automatización en Andrew Pearce Bowls

Mira lo que beneficia al cobot UR5e entregado en Andrew Pearce Bowls

En resumen

El fabricante de vajillas de madera de Vermont ha desplegado con éxito un robot colaborativo UR5e para manejar el lijado de acabado de las tablas de cortar. El nuevo colega robot, llamado ‘Sandrew‘ por el personal, ha logrado un aumento del 40% en el rendimiento de la producción, lo que resultó en que el robot se devolviera el dinero en solo dos meses.

La transformación del negocio

Andrew Pearce Bowls comenzó a buscar en la automatización como una lijadora manual fue promovida a un volteador de acabado, dejando abierta una posición que resultó ser difícil de llenar. "Es difícil reclutar a alguien para que se pare en una mesa de corriente descendente y lije tablas de cortar durante ocho horas", dice Alex Drew, ingeniero de aplicaciones de Andrew Pearce Bowls. "Lijado realmente se estaba convirtiendo en el punto de estrangulamiento en nuestra producción."

Andrew Pearce Bowls

Industria Mobiliario y equipo

País United States

Número de empleados 25

Cobots utilizados UR5e

Cómo lo han hecho

Echar un vistazo más de cerca al proceso y los detalles clave para una transición exitosa de los procesos manuales a la automatización con robots colaborativos

Dos meses de ROI y un aumento del 40% en el rendimiento

El gerente de producción de Andrew Pearce ha analizado de cerca las métricas de cómo se está desempeñando su cobot UR5e. "Básicamente, terminamos ahorrando alrededor del 20%del tiempo que la lijadora pasaría en el tablero manejando el lijado de acabado", explica. "No los está reemplazando, solo está reduciendo la cantidad de tiempo que tardan en obtenerlo de un producto en bruto a un producto terminado, lo que se traduce en un aumento de aproximadamente el 40% en el rendimiento."

Al observar los costos totales del robot y la implementación de la empresa, Welch estima que el retorno de la inversión (ROI) en el robot es de aproximadamente dos meses. "El robot UR se ha vuelto muy integral en nuestro plan de negocios este año", dice. "Crecimos más del 20%, por lo que esperamos continuar ese crecimiento el próximo año, y tener la aplicación UR nos ayudará a lograrlo".

Cambios rápidos de productos

El equipo de Andrew Pearce construyó el accesorio que permite al UR5 cambiar su propio papel de lija internamente. La celda también incluye una plantilla de volteo en forma de V que permite al cobot voltear la tabla más de 45 grados para que pueda levantarla y lijar el lado inferior sin ninguna intervención manual. "Literalmente, puede moverse a través de tablas de cortar completas, de 10 a 15 a la vez, dependiendo de cuántas podamos colocar en el lado de entrada y salida", dice el ingeniero de aplicaciones de Andrew Pearce, enfatizando que los cambios también son fáciles de manejar. "Hacemos cualquier cosa, desde tablas de cortar de 17x17 pulgadas, hasta pequeños adornos. Cambiar de un producto a otro es muy sencillo. El programa se detiene, pones lo que necesites para trabajar en la tabla de alimentación y luego abres un nuevo programa y lo ejecutas".

Aplicación de Lijado programada internamente

El UR5e está equipado con la pinza AirPick certificada por Robotiq UR+ y el Kit de Lijado. El kit incluye accesorios de control de aire, herramienta orbital, medios de lijado, software que controla el sensor de fuerza/par del cobot UR y un soporte de montaje, todos controlados a través de un "URCap"; un apretón de manos de software entre los periféricos y el brazo del cobot UR, accesible directamente a través del propio colgante de enseñanza del cobot.

El software permite al usuario "enseñar" al robot su patrón de lijado. El ingeniero de aplicaciones de Andrew Pearce admite fácilmente que no tenía experiencia en robótica antes de sumergirse en este proyecto. "Pero cualquier oportunidad que tengo de aprender algo siempre es muy emocionante. La programación y la interfaz con el robot fueron sorprendentemente simples y fáciles de entender", dice Drew.

Aplicaciones futuras

Pronto, terminar de lijar no será la única tarea, ‘Sandrew’, el nombre que el personal le ha dado al UR5e, puede añadir a su currículum. El equipo de Alex Pearce Bowls ha añadido otro producto con certificación UR+ al cobot UR5: la Flexx Reference de Flexxbotics, una solución de software/hardware con un mecanismo de bloqueo con un desplazamiento relativo que elimina la necesidad de actualizar los puntos de referencia y los movimientos del cobot UR cada vez que el cobot o la célula de trabajo se desplaza. "Con Flexx Reference, podremos colocar el robot en una base móvil y moverlo para cargar y descargar nuestras máquinas de marcado láser. Tal vez también añadamos un UR10e para hacer la máquina CNC en algún momento", dice Welch. "Vemos tantas posibilidades nuevas en la tienda y futuras aperturas en el futuro que permitirían una mayor automatización ahora".

Crecimos más del 20%, por lo que esperamos continuar ese crecimiento el próximo año, y tener la aplicación UR nos ayudará a lograrlo.

Mike Welch, Production manager at Andrew Pearce Bowls

La solución

El equipo se reunió con el distribuidor de Universal Robots, Motion AI (anteriormente Axis New England), que les mostró cómo los robots realizan las tareas de lijado.

"Nos dimos cuenta de que al tener un robot que se hace cargo del lijado, se convierte en otra herramienta que no reemplaza ninguna de las técnicas del Viejo Mundo que utilizamos en nuestro trabajo manual", dice Mike Welch, gerente de producción de Andrew Pearce Bowls.

Los robots colaborativos (cobots) de Universal Robots (UR) no fueron la única opción de automatización que Andrew Pearce Bowls consideró. "Terminamos con cobots UR debido al software no propietario y las salidas digitales y analógicas que nos permitieron agregar periféricos adicionales en el proceso de fijación y herramientas", dice Welch.

"Y, en última instancia, la enseñanza y el aprendizaje en línea a través de UR, Robotiq y nuestro proveedor local, Axis New England, nos dieron muchos recursos, por lo que nos sentimos cómodos de que no nos vamos a quedar fuera sin saber cómo operar esto".

Establecer los puntos de paso para los patrones de lijado es realmente simple ", dice Alex Drew, ingeniero de aplicaciones de Andrew Pearce Bowls. "Simplemente configura tus esquinas y luego decide tus velocidades y tu patrón, pulsa jugar y se va

Andrew Pearce Bowls añadió una mesa de vacío controlada por las entradas y salidas digitales en el controlador cobot. Cuando las tablas se llevan al cobot UR5e, se lijan ligeramente y se rocían con agua para elevar el grano para que el cobot las termine de lijar. El UR5e recoge la tabla de la entrada, la coloca en una mesa de vacío, en la parte superior de la arena, a los lados y rompe los bordes. A partir de ahí, lo lleva a una plantilla de volteo, empuja un poco la tabla y la voltea más de 45 grados para que se pueda acceder a la tabla desde la parte inferior. Luego, el cobot lleva la tabla a la mesa de vacío y termina el otro lado antes de apilarla en una pila de salida. Dependiendo del tamaño del tablero, el ciclo varía de seis a siete minutos y medio.

Las ranuras de las tablas de cortar se lijan con un husillo que reemplaza fácilmente la lijadora orbital en el cobot. "Imprimimos en 3D un soporte de herramienta que nos permitió sujetar un husillo en el robot, lijando ranuras que la lijadora orbital normal no podía encajar", dice Mike Welch, gerente de producción de Andrew Pearce Bowls. "Simplemente sacamos los dibujos del soporte de la placa UR del sitio web de UR, los colocamos en nuestro programa CAD para imprimir en 3D cualquier soporte que necesitáramos. En lugar de comprar una versión que nos iba a costar más de $ 10,000, pudimos hacerlo internamente por $ 200".

"Dentro del colgante Teach en sí, es muy fácil programar en los periféricos del robot", dice, explicando cómo tanto la lijadora como la pinza de vacío tienen sus propios URCaps (apretones de manos de software entre los periféricos y el brazo cobot UR), lo que hace que sea muy sencillo programar, afinar y ajustar los efectores finales del cobot. "Si desea conectar pequeños componentes de aire a través de las entradas y salidas digitales, eso es tan fácil como colocar un nodo para encender y apagar".

El cobot UR5e de Universal Robots tiene una carga útil de 5 kg y un alcance de 850 mm, el equipo de Andrew Pearce Bowls ha equipado al cobot con la pinza Airpick y el Kit de Lijado de Robotiq, ambos certificados UR+ para integrarse a la perfección con los cobots UR.

Utilizando técnicas del Viejo Mundo, Andrew Pearce Bows es el mayor productor de cuencos girados a mano del país, procesando camiones llenos de troncos desde las materias primas hasta el producto terminado.

La empresa utiliza todo el tronco para minimizar el desperdicio, un resultado de este enfoque son las tablas de cortar que la empresa produce en muchas formas y tamaños.

"Al ser una empresa pequeña y un estado con un grupo de población pequeño, buscamos activamente promocionar dentro de nuestras filas", dice Mike Welch, gerente de producción de Andrew Pearce Bowls. “Muchos empleados se esfuerzan por ser volteadores de tazones, así que cuando se abrió una posición, uno de nuestros lijadores estaba interesado en aprender a voltear, así que le dimos la oportunidad. Sin embargo, eso dejó una escasez en el lijado final; hemos buscado arduamente y durante mucho tiempo para ocupar ese puesto, sin éxito, y finalmente nos dirigimos a agregar un Robot Universal en su lugar".

Retos de automatización resueltos:

Aplicación de Lijado programada internamente
Capacidad para lijar una gran variedad de lotes de productos de corta duración de tablas de cortar
Solucionó con éxito los problemas de parada forzada del robot al manipular piezas más grandes

Impulsores clave del valor:

Capacidad para aumentar el rendimiento de la producción en un 40% con el personal existente
ROI en solo dos meses
La mejora del entorno de trabajo aumenta la moral de los empleados

Tareas realizadas por robots colaborativos

El cobot UR5e se encarga de todo el ciclo de lijado de acabado de las tablas de cortar

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