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Des cobots UR précis et rentables permettent d'augmenter la production

RCM Industries

En bref

Le fabricant de coulée sous pression RCM Industries à Chicago s'est retrouvé en concurrence avec des fournisseurs au Mexique pour un grand projet externalisé. Une flotte de nouveaux robots collaboratifs de la série e d'Universal Robots avec détection force-couple intégrée a pris en charge des tâches répétitives de haute précision, augmentant la production et réduisant les coûts pour rendre cette entreprise américaine compétitive avec les pays à bas salaires tout en fournissant des emplois de plus grande valeur pour les travailleurs.

Lorsqu'un gros client envisageait de délocaliser la production pour réduire les coûts, l'équipe de RCM Industries savait qu'elle devait réduire les coûts de son produit sans réduire la valeur que l'entreprise offre à ses clients. Le haut niveau de précision requis pour ajuster et auto-aligner les pièces sur les mandrins de machine CNC a rendu l'automatisation encore plus difficile.

RCM Industries

Industrie Metal and Machining
Pays North America
Nombre d’employés 500-1000
Cobots utilisés UR10
Vidéo - RCM Industries, États-Unis

Comment ils l'ont fait

RCM a maintenant déployé des cobots UR10e dans deux cellules identiques où ils tendent chacun deux tours CNC à double broche dans le même cycle, fabriquant un produit de plomberie grand public. Les opérateurs chargent simplement des pièces sur une table et les robots les déplacent d'un poste à l'autre, ramassant une pièce brute, la plaçant dans un pré-fixage pour l'aligner correctement, la plaçant sur le premier mandrin puis le deuxième mandrin, et enfin laissant tomber la pièce terminée sur une bande transporteuse pour la retourner à l'opérateur.

La détection force-couple intégrée au cobot lui permet de rechercher la position correcte sur les mandrins et de s'auto-aligner. La détection de couple de force permet également au robot de détecter et de rejeter les pièces qui sont hors de forme ou les pièces qui ne se chargent pas correctement. Une autre application RCM dispose d'un cobot UR10 ramassant des anneaux métalliques d'un tour entretenu par un robot cartésien. Le UR10 met les pièces dans une cuve de lavage pour laver les lubrifiants éventuels, puis fait circuler les pièces devant une soufflante pour les sécher avant de placer le produit fini sur des fûts.

Avantages tangibles immédiats

Avantages tangibles immédiats

« L'un des principaux avantages tangibles que nous avons obtenus immédiatement était une cohérence du débit de ces cellules », explique Rob Marconi, directeur de l'ingénierie et de la technologie de RCM Industries. Lorsque les opérateurs chargeaient manuellement des machines, ils jonglaient souvent avec plusieurs tâches telles que la vérification des pièces et l'entrée et la sortie des pièces de la cellule. Cela signifiait que même s'ils pouvaient charger les machines assez rapidement, ils pouvaient aussi être incohérents. « Avec un robot, il fait toujours le même mouvement à chaque fois exactement au même moment, nous avons donc immédiatement constaté une augmentation d'environ 15 % du débit dès que nous l'avons déployé », déclare Marconi.

Sûr et intuitif

Sûr et intuitif

Pendant que le robot fonctionne, les opérateurs peuvent entrer librement dans la cellule pour ajuster la machine CNC ou effectuer d'autres tâches. Cette capacité à se déployer sans clôture de sécurité après avoir effectué une évaluation initiale des risques est un avantage clé des cobots par rapport aux robots traditionnels. « Si le cobot ne se charge pas correctement, il émettra une erreur à l'opérateur, auquel cas l'opérateur peut entrer dans la cellule, retirer la pièce et redémarrer le cycle sans avoir à ouvrir une cage de sécurité et verrouiller et étiqueter la cellule », explique Marconi

Nous nous demandons toujours : « Peut-il être automatisé, et quel est cet investissement, et a-t-il un sens ? « Et nous constatons que dans la plupart des cas, cela a du sens.

Mike Higgins, sales and marketing director, RCM Industries

Les employés passent à des tâches plus sûres et plus précieuses

Alors que les besoins en personnel pour ces tâches particulières ont été réduits grâce à l'automatisation collaborative, le directeur des ventes et du marketing, Mike Higgins, explique comment l'entreprise a pu conserver ses emplois aux États-Unis en étant plus compétitive. « Nous avons pu gagner des revenus et des capacités, afin que ces employés puissent être déployés dans d'autres départements et d'autres services au sein de l'organisation », dit-il. « Lorsqu'il s'agit de recruter du personnel dans une zone urbaine comme la nôtre, c'est très difficile », explique Higgins. « Nous tous, les fabricants, nous nous battons pour des employés qualifiés. Nous devons examiner à tout moment où nous pouvons automatiser, en particulier dans les tâches répétitives. »

RCM Industries a déployé deux cobots UR10e, chacun s'occupant de deux machines CNC à double broche dans le même cycle. « Le fait qu'un robot s'occupe de deux machines CNC a bien sûr considérablement amélioré le retour sur investissement », explique Mike Higgins. « C'est en fait un calcul assez simple ; Le cobot compense le coût de la main-d' œuvre. Le temps de fonctionnement, le minimum d'électricité nécessaire, le minimum d'entretien nécessaire sur eux, combinés au fait que vous n'avez pas besoin d'avoir des ingénieurs en automatisation entièrement certifiés qui peuvent travailler dessus, tout a fonctionné pour un retour sur investissement en un peu moins d'un an. » Une fois le deuxième cycle d'usinage terminé, la pièce finie est placée sur un convoyeur de sortie.
Facile à apprendre

Facile à apprendre

Sans expérience en programmation robotique, Marconi a pu télécharger le logiciel de simulation PolyScope d'Universal Robots et créer toute la structure du programme avant même l'arrivée du robot. À ce moment-là, il a simplement téléchargé le programme sur le cobot et lui a enseigné les points de cheminement sur place à l'aide du pendentif d'enseignement du cobot UR.

Configuration UR+ sans effort

Configuration UR+ sans effort

Pour saisir les pièces pour l'application de traitement des machines, RCM Industries a choisi un préhenseur PHD Pneu-Connect à trois mâchoires dans le showroom UR+ en ligne. La pince est certifiée UR+, ce qui signifie qu'elle est prête pour l'intégration. « Il a toutes les vannes d'air déjà intégrées, tout le câblage terminé et tout le codage nécessaire pour s'intégrer au robot déjà fait », explique Marconi. « Nous avons simplement branché un fil dans le robot, installé le logiciel directement dans le pupitre d'apprentissage, et nous étions prêts à partir. »

Un retour sur investissement rapide justifie les plans futurs

Marconi s'attend à voir se poursuivre les bénéfices des cobots, qui se sont autofinancés en moins d'un an. « Nous avons de nombreuses applications futures prévues, mais je pense que l'un des principaux avantages de ces robots est qu'ils peuvent si facilement être redéployés », explique-t-il. « Au fur et à mesure que notre gamme se développe et que nous cherchons à améliorer le débit, nous avons déjà prévu de prendre ces robots, de les déplacer dans différentes zones et d'obtenir un meilleur débit de ces cellules sans avoir à refaire aucun type de mise en cage ou de câblage. « C'est très différent des robots industriels traditionnels, qui sont rarement redéployés en raison des coûts et des temps d'arrêt liés au déplacement de cages de sécurité encombrantes.

Le spécialiste de l'automatisation Cameron Friend avec FPE Automation a aidé RCM à sélectionner les cobots UR. « Les robots de la série e sont ce que nous menons avec nos clients en tant que cobot de choix », dit-il. Les avantages qu'il décrit comprennent une programmation intuitive, une excellente expérience utilisateur, des remplacements rapides d'articulations, une détection force-couple intégrée et, bien sûr, une répétabilité accrue de 30 microns pour l'UR3e et l'UR5e et de 50 microns pour l'UR10e. « Ce sont tous des facteurs très importants qui nous aident à percer dans de nouvelles applications. Outre l'entretien de la machine, il s'agit de tâches telles que l'ébavurage, la distribution, l'emballage et la palettisation. »

Chicago Die Castter, RCM Industries, a déployé deux UR10e dans deux cellules à double broche, s'occupant des machines CNC.
Chicago Die Castter, RCM Industries, a déployé deux UR10e dans deux cellules à double broche, s'occupant des machines CNC.

Défis d'automatisation résolus :

  • Réduction des besoins des opérateurs manuels de 6 opérateurs dans une cellule et de deux opérateurs dans les tâches hors quart
  • Augmentation de 15 % du débit
  • Augmentation de la sécurité et de la satisfaction des travailleurs déplacés vers des tâches de plus grande valeur
  • Un fonctionnement sûr permet aux superviseurs d'entrer dans les cellules de travail pour vérifier les dimensions fines
  • Le redéploiement facile prend en charge des tâches de production supplémentaires

Facteurs clés de valeur :

  • Mise en œuvre rapide pour un déploiement/redéploiement facile
  • Une programmation hors ligne facile minimise les temps d'arrêt
  • La détection de couple de force permet l'auto-alignement sur les mandrins et le rejet automatique des pièces défectueuses
  • La répétabilité de 50 microns prend en charge les tâches de haute précision

Tâches résolues par des robots collaboratifs :

  • CNC à deux broches s'occupant
  • de la cueillette et du placement des pièces pendant le cycle de lavage et de séchage

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