La solución de recolección de contenedores extiende la vida útil del equipo en una década
En resumen
PrecisionForm, líder del mercado en pequeñas piezas metálicas personalizadas, tuvo el desafío de automatizar la tarea de recoger piezas en contenedores profundos e insertarlas en una máquina CNC. La compañía implementó el sistema ActiNav de Universal Robots para la carga flexible de máquinas, lo que les permite aumentar la competitividad, superar los desafíos laborales, capacitar a su fuerza laboral y extender la vida útil de los equipos más antiguos.
El reto
¿Cuál es el mayor dolor de cabeza en la automatización de una tarea? Cómo presentar la pieza al robot. Esta fue la conclusión a la que PrecisionForm llegó rápidamente al automatizar su proyecto inicial; desplegar un robot para recoger anillos de pistón y colocarlos en un micrómetro para su inspección. Al igual que muchas piezas del fabricante por contrato con sede en Pensilvania, los anillos se procesaron por lotes y llegaron a grandes contenedores, todos mezclados. Para que el cobot los recogiera, un operador tenía que colocarlos primero en un patrón de cuadrícula en una bandeja.
"El 50-75%de nuestro tiempo dedicado a poner en marcha esa aplicación fue averiguar cómo el robot recogería las piezas", dice Alex Corckran, presidente y CEO de PrecisionForm. "Hacer que un operador diseñara las piezas para el cobot era aún más rápido que hacer todo el proceso de inspección manualmente, pero ¿no sería bueno si el cobot pudiera simplemente recoger directamente del contenedor y omitir todo este paso?"
PrecisionForm Inc
Investigación de soluciones
PrecisionForm comenzó a investigar soluciones de recolección de contenedores para su próximo proyecto; recogiendo piezas de contenedores para fresado CNC. La empresa se puso en contacto con varios proveedores y les envió piezas de muestra para determinar si podían ser recogidas de los contenedores. "Las respuestas siempre fueron: Sí, pero...’ y los "peros"nunca fueron aceptables para nosotros", dice Corckran, recordando cómo algunos sistemas tenían problemas con piezas de ciertos colores, otros tenían problemas con piezas planas, mientras que algunos sistemas requerían que el ingeniero del proveedor saliera y manejara el cambio de una parte a la siguiente.
Pequeños volúmenes, grandes problemas
El uso de un alimentador de cuencos para la presentación de piezas no era una opción viable, explica Corckran. "Los alimentadores de cuencos son efectivos cuando tiene volúmenes muy altos y tiene la pieza adecuada para el trabajo. Para otras partes, cuando tiene volúmenes más bajos, el cambio de una parte a la siguiente en un alimentador de tazón es imposible o simplemente toma demasiado tiempo para que sea efectivo. En muchos casos, es más fácil que una persona haga ese trabajo en lugar de cambiar el proceso de automatización".
Alex Corckran, PrecisionForm CEOTenemos de 50 a 100 piezas que tocamos semanalmente para inspección o procesos secundarios. La gran mayoría de esas piezas no son cantidades lo suficientemente altas como para justificar tener una solución totalmente automatizada que no podamos cambiar fácilmente entre las piezas.
Solución de recolección en contenedor aleatorio en acción
Las muestras impresionan
Cuando Universal Robots (UR) y el distribuidor de UR Applied Controls se pusieron en contacto con PrecisionForm para sugerir una prueba de la solución ActiNav, Corckran se mostró escéptico: "Pensamos que iba a ser lo mismo que todas las demás soluciones de recolección de contenedores, donde les enviamos una parte y semanas después nos envían un ‘Pero.’” Sin embargo, PrecisionForm envió al equipo de ActiNav piezas de muestra junto con dibujos CAD y modelos 3D. "De hecho, nos sorprendió", dice Corckran. "Les enviamos dos partes, incluida una con una superficie muy pequeña y plana que nunca se coloca correctamente en el contenedor y en 24 horas nos enviaron tres videos de demostración de ActiNav recogiendo las partes de un contenedor".
Una opción de automatización sencilla
PrecisionForm ya poseía un UR3 y un cobot UR5 de Universal Robots; el UR3 maneja el proceso de inspección inicial del anillo del pistón y el UR5 carga y descarga piezas en una prensa de freno. Sobre la base de sus experiencias positivas con los cobots de Universal Robots y los impresionantes resultados de las muestras iniciales de recolección de contenedores, PrecisionForm decidió comprar un UR5 adicional equipado con la solución ActiNav y desplegarlo para una tarea de fruta muy simple y fácil; recoger piezas de armas de fuego de un contenedor y en una máquina CNC. La tarea tiene un tiempo de ciclo de 90 segundos y requiere un operador a tiempo completo para atenderla, por lo que es una tarea perfecta para automatizar.
Un proceso de configuración rápido
El sistema tardó tal vez un día en configurarse e implementarse, dice Dan Vázquez, ingeniero de automatización industrial de PrecisionForm:
“El primer paso es definir el entorno y calibrar los sensores, lo cual es muy sencillo. Arrastre el brazo robótico a los puntos donde desea colocar los objetos del entorno y una vez que defina esos puntos, el robot planificará de forma autónoma sus rutas en función de esa información", dice Dan Vázquez, ingeniero de automatización industrial de PrecisionForm. A continuación, el cobot simplemente recibió un archivo CAD de la pieza que se iba a recoger. "ActiNav podrá identificar la pieza dentro del contenedor, así como su posición en el efector final, mientras que también planifica de forma autónoma otros movimientos", explica, y agrega que PrecisionForm implementó dos estaciones de re-agarre en el ciclo donde se colocan las piezas para optimizar el tiempo de ciclo y darle al cobot el ángulo correcto para recoger la pieza para su colocación final.
Empodera a los trabajadores, resuelve los desafíos laborales
PrecisionForm no puede ser competitivo a nivel internacional desde Lititz, Pensilvania, con un operador que ejecuta una máquina a la vez, dice Corckran: "Tenemos muchos trabajadores muy calificados. Muchas de estas tareas muy repetitivas son intermitentes, por lo que a menudo tenemos que tomar a una persona altamente calificada y ponerla en una tarea muy repetitiva, y eso no es bueno para la moral, y tampoco es rentable." Después del despliegue del cobot, los operadores pueden ejecutar tres o cuatro máquinas a la vez, lo que permite a la empresa mantenerse competitiva y ayudarla a superar los desafíos en torno a los requisitos intermitentes de mano de obra temporal. En la experiencia de Corckran, cuando se requiere trabajo temporal para asumir tareas intermitentes, encontrar "personas buenas y calificadas para presentarse regularmente cuando las necesite" es un desafío. El cobot resuelve ese problema.
Una vida útil más larga para los equipos heredados
La planta de fabricación de PrecisionForm combina los "últimos y mejores equipos CNC" con "equipos de 30 años que siguen siendo muy efectivos en su trabajo", dice Corckran. La capacidad de implementar ActiNav en equipos más antiguos no solo tiene el ROI obvio de reemplazar a un operador o permitir que un solo operador opere cuatro máquinas, explica Corckran, sino que permite a las empresas reconsiderar si es necesario reemplazar o no ese equipo: "Por ejemplo, tenemos algunas máquinas que producen piezas de gran volumen, en millones al año. En algún momento, esas máquinas se desgastan y dejan de producir el 100 por ciento, o el 99,999 por ciento de piezas buenas. En la vieja realidad, tendríamos que reemplazar esa máquina para seguir siendo competitivos", dice y continúa: "Sin embargo, si podemos implementar ActiNav junto a esa máquina e inspeccionar el uno por ciento de las piezas defectuosas, acabamos de tomar un equipo de un millón de dólares, le agregamos una solución muy económica y potencialmente sacamos otros diez años".
Mejora de la producción diaria
Las tolerancias de las piezas fabricadas en PrecisionForm son extremadamente estrictas y los clientes examinan cada pieza. Para mantener el equipo antiguo de la empresa produciendo al nivel que los clientes esperan, los operadores se detienen una vez por hora durante diez a quince minutos y realizan una inspección completa tanto de la pieza como del troquel. "Eso es hasta un 15 a 20 por ciento de la producción diaria perdida, que ahora podemos recuperar usando ActiNav", concluye Corckran, y agrega que en futuros escenarios de aplicación, PrecisionForm también prevé usar un sistema ActiNav adicional en su primera aplicación de inspección de anillo de pistón, eliminando las bandejas cargadas manualmente.
Retos de automatización resueltos:
Elige correctamente las piezas de los contenedores profundos Desafíos de presentación de piezas eliminados Sustitución de tareas manuales repetitivas mediante automatización segura y colaborativa Implementado en equipos heredados Adecuado para su implementación en aplicaciones adicionales
Impulsores de valores clave:
Capacidades flexibles de carga y recogida de contenedores de la máquina Mejora de los procesos de inspección Empleados liberados para tareas de mayor valor añadido Extender la vida útil de los equipos heredados Huella pequeña Colaborativo, seguro y fácil de programar
Tareas resueltas por robots colaborativos:
Carga de la máquina, inspección del producto y
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