La flotte présidentielle de cobots UR10 optimise la production

Thyssenkrupp Bilstein

En bref

Neuf robots collaboratifs UR10 déployés dans l'usine du fabricant à Hamilton, dans l'Ohio, ont ouvert de nouvelles voies de croissance pour l'entreprise qui fabrique des solutions de suspension de haute technologie pour l'industrie automobile. En automatisant les tâches difficiles à accomplir telles que l'entretien des machines, l'assemblage et l'inspection des produits, les cobots optimisent la production et offrent un meilleur environnement de travail. Cela a permis à Thyssenkrupp Bilstein's d'étendre ses activités sans compter sur l'embauche de travailleurs supplémentaires dans une région à faible taux de chômage. Les futurs plans de déploiement comprennent 40 cobots UR supplémentaires.

Le défi auquel

ThyssenKrupp Bilstein était confronté était une augmentation des demandes des clients combinée à l'évolution rapide des exigences des produits. L'entreprise avait besoin de maintenir ses processus de fabrication allégés et flexibles et ne pouvait pas croître au rythme souhaité en embauchant simplement plus de personnes. Le fabricant s'était également engagé auprès de ses effectifs existants à diminuer les tâches ergonomiquement défavorables.

Thyssenkrupp Bilstein

Industrie Automotive and Subcontractors

Pays North America

Nombre d’employés 100-500

Cobot utilisé UR10

Regardez comment neuf cobots UR10 - tous nommés d'après les présidents américains - aident Thyssenkrupp Bilstein à remédier aux pénuries de main-d' œuvre et à optimiser la production

Comment ils l'ont fait

Aldo Albieri, directeur des opérations chez ThyssenKrupp Bilstein, a d'abord découvert le potentiel d'Universal Robots en visitant de petits ateliers d'usinage familiaux où des fabricants ayant peu ou pas d'expérience en robotique automatisaient même des tâches complexes avec des cobots.

« Ils n'utilisaient pas de cage de sécurité et les cobots étaient placés sur des roues et se déplaçaient entre les tâches. C'est à ce moment-là que les choses ont vraiment cliqué », explique le directeur des opérations, qui a depuis supervisé la mise en œuvre d'un nouveau cobot UR sur le site de Bilstein à Hamilton tous les deux mois pendant près de deux ans. Le responsable des opérations n'hésite pas à appeler cela une « révolution » lorsqu'il décrit le déploiement rapide des bras robotiques collaboratifs d'Universal Robots dans toute l'usine de l'Ohio. « Cela s'est produit à un rythme incroyablement rapide avec nous évoluant rapidement à partir d'essais et d'erreurs au début, en utilisant des fournisseurs pour faire l'intégration de la machine », explique Albieri, mais il s'est vite rendu compte que l'approvisionnement des déploiements de cobot était la voie à suivre. L'équipe Industrie 4.0 d'Albieri qui gérait les applications de cobot a étudié d'autres options, mais il a déclaré : « Nous avons décidé de nous associer à un type de cobot et c'est à ce moment-là que nous avons choisi notre premier cobot avec Universal Robots. Nous avons réalisé que UR disposait de la solution la plus avancée pour un pick-and-place plus précis. Le cobot est facile à entretenir et à programmer – et présente le meilleur rapport de vitesse et de répétition. »

Line-up présidentiel

Le groupe interne Industrie 4.0 de Bilstein a maintenant déployé neuf cobots UR10, le plus grand des modèles UR avec une portée de 51 pouces et une charge utile de 22 livres. Un dixième UR10 est utilisé comme modèle de test pour les applications futures. « Nous prévoyons de mettre en œuvre une quarantaine d'autres applications de cobot dans notre organisation », explique Albieri, expliquant comment l'entreprise a proposé le concept de dénomination pour les nouveaux collègues de cobot. « Nous avions besoin d'un système qui pourrait être appliqué séquentiellement à quarante-cinq à cinquante cobots et nous avons décidé de nous amuser en les nommant d'après les présidents américains », dit-il en souriant. La flotte de cobot s'étend maintenant de George Washington à John Tyler.

Les cobots font équipe dans l'application d'assemblage

L'une des applications les plus attrayantes de l'usine de Hamilton comprend les cobots James Monroe et John Quincy Adams qui travaillent en tandem pour assembler les amortisseurs du système d'amortissement actif (ADS) de ThyssenKrupp. Le cycle en plusieurs étapes commence par Monroe ramassant un tube intérieur qu'il alimente à une machine de poinçonnage, puis le place sur un dispositif de transfert où Adams le ramasse et le charge dans une « station de mariage » où il saisit un tube extérieur, les marie ensemble et les place sur la goulotte de sortie.

Si nous ne comptions que sur l'embauche de nouvelles personnes, nous ne serions jamais en mesure d'augmenter trois fois la taille que nous avions à l'origine. Les cobots nous ont ouvert une nouvelle voie de croissance, tandis que nous avons pu conserver la main-d' œuvre existante. Aucun travailleur ne perdra son emploi au profit d'un robot.

Aldo Albieri, Operations Manager, Thyssenkrupp Bilstein

Les cobots font équipe dans l'application d'assemblage

L'une des applications les plus attrayantes de l'usine de Hamilton comprend les cobots James Monroe et John Quincy Adams qui travaillent en tandem pour assembler les amortisseurs du système d'amortissement actif (ADS) de Thyssenkrupp. Le cycle en plusieurs étapes commence par Monroe ramassant un tube intérieur qu'il alimente à une machine de poinçonnage, puis le place sur un dispositif de transfert où Adams le ramasse et le charge dans une « station de mariage » où il saisit un tube extérieur, les marie ensemble et les place sur la goulotte de sortie.

Une grande flotte de robots collaboratifs déployés dans l'usine de thyssenkrupp Bilstein à Hamilton, dans l'Ohio, améliore et optimise l'environnement de travail en automatisant les tâches difficiles à effectuer telles que l'entretien des machines, l'assemblage et l'inspection des produits.

Inspection à 100 %

Une autre tâche maintenant automatisée est l'inspection de la qualité, où quatre cobots effectuent une inspection de la jauge et vérifient le sertissage après remplissage et l'assemblage final des pièces. « Lorsque nous faisions l'inspection des jauges auparavant, nous vérifiions deux pièces toutes les une ou deux heures pour nous assurer que nous étions toujours là où nous pensions, mais maintenant nous avons une inspection à 100 % », explique Doug McIe, ingénieur de fabrication chez thyssenkrupp Bilstein. Le cobot déployé dans l'assemblage final est équipé d'une caméra Cognex et se déplace rapidement entre les points d'inspection pour s'assurer que tous les composants sont dans la bonne position et que l'étiquette est appliquée correctement et est lisible. « Chaque pièce qui vient est vérifiée et si elle échoue, le robot la rejette réellement dans le processus », explique McIe.

10-14 mois de retour sur investissement

Depuis que Bilstein a commencé à intégrer l'automatisation du cobot en interne, le retour sur investissement des cobots UR s'est amélioré. « Nous avons des projets avec un retour sur investissement à la fois plus long et plus court », explique Albieri. « Mais notre zone de confort est une période de récupération d'environ 10 à 14 mois pour justifier l'investissement. Les cobots sont certainement un retour sur investissement plus rapide que les robots traditionnels. «
Libérer de la main-d' œuvre pour travailler sur d'autres tâches joue un rôle important dans la fourniture d'un retour sur investissement rapide. « Les cobots UR nous ont donné l'opportunité de croître, de nous développer, de créer plus d'emplois et de transférer nos ressources les plus précieuses - nos ressources humaines - vers de nouveaux projets, où le savoir-faire était le plus nécessaire », explique Albieri. « Si nous ne comptions que sur l'embauche de nouvelles personnes, nous ne serions jamais en mesure d'augmenter trois fois la taille que nous avions à l'origine. Les cobots nous ont ouvert une nouvelle voie de croissance, tandis que nous avons pu conserver la main-d' œuvre existante. Aucun travailleur ne perdra son emploi au profit d'un robot. »

Aucune expérience préalable en robotique

L'équipe d'ingénierie développant les applications de cobot n'avait aucune expérience préalable en robotique. « Nous avons commencé par faire des tâches simples de pick-and-place pour faire avancer les choses », explique McIe. « La prochaine étape consistait à déterminer l'interface avec les machines, c'était un peu plus difficile, mais une fois que nous l'avons fait, cela s'est propagé très rapidement et nous avons commencé à voir des applications dans toute l'usine que nous pouvions presque copier-coller. » L'ingénieur de processus Jordan Osterholt explique comment les modules de formation gratuits de l 'UR Academy sur le site Web de l'UR ont joué un rôle déterminant dans la phase de développement. « Je ferais le tour de la façon de programmer le robot et de marcher directement vers notre robot de test et d'appliquer ce que j'ai appris », dit-il.

Tester de nouvelles applications avec le logiciel UR+

Le robot de démonstration est sur roues, il peut donc simplement être enroulé côté machine pour tester une tâche. « Nous pouvons brancher le cobot sur une prise 110 V standard et commencer les tests immédiatement », explique McIe. « Avec un robot industriel traditionnel, nous devrions d'abord percer des trous et le boulonner au sol. Cela nous fait gagner beaucoup de temps. « En plus de déployer un robot de test pour développer de nouvelles applications, Bilstein utilise également le logiciel RoboDK, certifié via la plate-forme UR+ pour être plug-and-play avec les cobots UR. « Les simulations logicielles nous aident vraiment à déterminer si notre temps de cycle sera suffisamment précis pour qu'il vaille la peine de prototyper l'outillage et de le diffuser », explique McIe. « Nous pouvons faire des efforts sur l'écran de l'ordinateur, et lorsque nous le livrons, il est presque prêt à fonctionner. « L'équipe Industrie 4.0 travaille actuellement à l'inversion de deux cobots UR10 sur un [prolongateur de gamme 7e axe] certifié UR+ (https://www.universal-robots.com/plus/products/vention/7th-axis-range-extender-by-vention/) de Vention, et prévoit de poursuivre le déploiement rapide, en introduisant un nouveau cobot dans l'atelier tous les deux mois. « Il y a tellement d'opportunités », conclut Albieri. « Le ciel est la limite. »

Produits UR+ utilisés :
Logiciel de simulation et de programmation hors ligne de RoboDK
Changeur automatique d'outils QC11 d'ATI
Extension de gamme du 7ème axe de Vention.

Nouveau collègue cobot

L'opérateur E.J. Seck, qui avait l'habitude de s'occuper manuellement d'une machine CNC et d'un perforateur, apprécie ses nouveaux collègues cobot qui ont pris en charge ces tâches. « Avant les robots, c'était fou, mais maintenant mon travail est beaucoup plus organisé », dit-il. « Je peux prendre mon temps et faire mes contrôles de qualité et mes rapports de production. Je ne vais pas perdre de vue combien j'ai couru parce que je peux me concentrer sur cela plus que de courir en rond. »

Le cobot John Adams

Le cobot John Adams prélève et dépose une pièce suivie d'une inspection de jauge. « Auparavant, nous vérifiions deux pièces toutes les une ou deux heures pour nous assurer que nous étions toujours là où nous pensions être ; mais maintenant nous avons une inspection à 100 % », explique Doug McIe, ingénieur de fabrication chez thyssenkrupp Bilstein

Travailler en tandem

Thomas Jefferson (à gauche) et Andrew Jackson cobots travaillent en tandem la transition des tubes d'acier nouvellement formés de l'opération de soudage au processus de poinçonnage.