

Tool Gauge, basé à Tacoma, Washington, fabrique des composants et des assemblages de précision en métal et en plastique pour l'industrie aérospatiale. Avec des contrats clients à long terme qui ne peuvent pas être renégociés, Tool Gauge s'est tourné vers l'automatisation pour aider à atténuer et à contenir les coûts de personnel dans un marché du travail tendu. Deux robots collaboratifs UR ont atteint cet objectif, offrant des économies de main-d' œuvre allant jusqu'à 75 % tout en doublant la production dans les applications de distribution de colle et de traitement des machines CNC, réduisant ainsi le besoin de travailleurs supplémentaires pour des emplois répétitifs et indésirables. L'entreprise a également trouvé de nouvelles opportunités pour les employés d'ajouter de la valeur, d'améliorer la sécurité et de gagner en satisfaction au travail.
Jim Lee, directeur général de Tool Gauge, est confronté aux dures réalités de la conduite des affaires sur un marché mondial. Même si l'entreprise est proche de bon nombre de ses clients dans le nord-ouest du Pacifique, ces clients peuvent faire des affaires n'importe où dans le monde, y compris sur des marchés du travail beaucoup moins coûteux. « Il est devenu clair pour nous que la façon dont nous pouvons rivaliser n'est pas en ajoutant plus de corps, mais en ajoutant plus de technologie, puis en ajoutant plus de valeur en utilisant cette technologie », explique Lee qui cherchait à embaucher jusqu'à une centaine de nouveaux employés qui n'étaient tout simplement pas disponibles sur le marché du travail serré du nord-ouest du Pacifique.
Non seulement il était difficile pour un Tool Gauge d'embaucher des opérateurs humains, mais les tâches requises étaient également difficiles à effectuer pour le travail manuel, en particulier la distribution de colle dans des pièces extrudées en plastique. « La zone où la colle doit être appliquée est incroyablement étroite, donc au fil du temps, les opérateurs ont vu de la fatigue dans leurs mains avec des blessures potentielles préoccupantes. Les taux de ferraille étaient également élevés », explique Steve Ouzts, ingénieur de fabrication chez Tool Gauge.
Tool Gauge avait besoin de gagner en efficacité - et a constaté que les cobots d'Universal Robots (UR) étaient la solution parfaite. Lee décrit les trois principaux avantages des robots collaboratifs d'UR. « Nous avons choisi Universal Robots parce que numéro un, ce sont des cobots : nous avons toujours eu un peu peur d'utiliser l'automatisation parce qu'il y a un énorme investissement en capital, mais ce n'est pas le cas avec Universal Robots. Deuxièmement, nous étions préoccupés par le cloisonnement de certaines parties de notre fabrication pour y installer des cellules d'automatisation, ce que nous n'avons pas à faire avec UR. Et troisièmement, nous pouvons configurer les cobots UR pour faire des centaines de choses différentes ; ils sont hautement configurables et ils sont faciles à déplacer. Donc pour nous, c'était vraiment la seule solution. »
Tool Gauge a installé deux cobots UR pour répondre aux applications répétitives à forte intensité de travail dans ses départements de pièces métalliques et plastiques. Côté métal, une pièce usinée en cuivre facilement endommagée était produite par un compagnon machiniste CNC entièrement assisté simplement pour retirer les pièces de la goulotte CNC, les nettoyer, les rincer, les sécher et les emballer. Maintenant, les pièces passent un capteur de proximité qui envoie un signal à un cobot UR3 pour les capter. Le cobot place les pièces dans un bain de rinçage, puis les maintient devant un séchoir où elles sont ensuite déposées dans des cellules en carton individuelles.
Tool Gauge a pu utiliser l'assistant de palettisation intégré au cobot UR pour programmer facilement le robot afin qu'il dépose chaque pièce dans une cellule ouverte dans la boîte selon un motif en grille. « Lorsque nous avons mis en place le robot universel, cela représentait une économie de 9 000 $ grâce à la réduction de l'implication de la main-d' œuvre dès la première commande, et nous prévoyons de l'exécuter plusieurs fois à l'avenir », explique Lee, qui ne gaspille plus les talents de son machiniste, mais peut le faire se concentrer sur des projets de plus grande valeur tels que la mise en place et la programmation des machines CNC.

Dans le département de moulage par injection, un robot UR5 est utilisé pour un ensemble complexe d'extrusion de plastique, ramassant les embouts d'un panneau en plastique, les déplaçant dans un distributeur de colle. Après une distribution correcte de la colle dans le capuchon d'extrémité, l'UR5 place la pièce dans un actionneur sur une table où la pièce est serrée. Un opérateur prend alors le relais, inspecte le collage et enlève la pièce. Cette tâche nécessitait auparavant la production d'environ deux cents unités par jour par quatre opérateurs.

Maintenant, l'application automatisée nécessite qu'un opérateur travaillant avec le cobot UR5 produise quatre cents unités par jour avec des taux de ferraille réduits de 15 % à seulement 3 %. Selon Debbie Lee, PDG de Tool Gauge, la société a réalisé des économies supplémentaires en réduisant le nombre de blessures par mouvements répétitifs. « Nous avons constaté une réduction des revendications du travail et de l'industrie sur notre site de production, car la robotique prend en charge ces tâches monotones », dit-elle.
Jim Lee, General manager, Tool GaugeCe que je pensais être l'une des opérations d'assemblage les plus difficiles - utiliser un robot pour appliquer de la colle sur une surface très complexe - fonctionne très, très bien
Avant les Universal Robots, l'ingénieur de fabrication Ouzts avait une expérience robotique minimale - juste un peu de temps à l'université en utilisant un robot SCARA traditionnel et non intuitif. L'expérience de programmation UR facile a été un énorme avantage. « Lors du passage à Universal Robots, la nature intuitive de l'interface utilisateur graphique est ce qui m'a vraiment attiré », dit-il. « J'apprécie vraiment la façon dont tous les termes du logiciel sont en termes simples. Je peux les comprendre beaucoup plus facilement et savoir exactement comment le code fonctionne du début à la fin, et j'obtiens de très bons commentaires positifs graphiquement de ce que mes actions vont amener le robot à faire. «
Un autre avantage des Universal Robots est la facilité avec laquelle il est possible de connecter des signaux d'entrée numériques et analogiques à un boîtier de commande. Ouzts a constaté que l'utilisation du capteur de proximité était aussi simple que de brancher les fils dans l'une des entrées numériques de 12 volts, de le sélectionner sur l'écran d'E/S du pendentif d'apprentissage de l'UR3 et d'attendre un signal du capteur pour dire au cobot quand il est temps de prendre une pièce.
Avec les cobots UR, l'entreprise a pu réduire de moitié son besoin de 100 nouveaux employés, tout en embauchant des travailleurs pour les emplois qu'ils souhaitent. Lee dit : « Nous avons découvert que les personnes qui faisaient le travail que le robot ferait étaient vraiment heureuses de ne plus avoir à faire ce travail. Je pense que nous allons commander beaucoup plus parce que les gens aiment travailler à côté des robots. Ils sont tout simplement fantastiques, et ils sont silencieux, et ils sont très prévisibles en termes de ce qu'ils produisent et du nombre de choses qu'ils peuvent faire. Si vous demandez à tous nos employés s'ils craignent de travailler à côté d'un robot universel, ce serait catégoriquement « Absolument aucun ».

Dans l'industrie aérospatiale, où la conception des produits peut rester inchangée pendant vingt ou trente ans, les attentes en matière de retour sur investissement sont plus longues que dans de nombreuses autres industries. Lee pensait initialement qu'un retour sur investissement de trois ou quatre ans sur l'investissement dans le robot serait bon. Il a été agréablement surpris par les Universal Robots, voyant une récupération attendue pour les deux robots de moins d'un an. « Nous en sommes très ravis », déclare-t-il.

La capacité des cobots à être facilement déplacés et reprogrammés pour des processus supplémentaires, avec des changements faciles d'outillage de fin de bras, permet à Tool Gauge d'examiner un large éventail de tâches où les avantages du cobot peuvent améliorer les processus et les résultats. Par exemple, les robots traditionnels sur les machines de moulage par injection pourraient être remplacés par des cobots, et les cobots pourraient s'occuper des presses et d'autres tâches d'usinage, ainsi que de l'assemblage final.

L'ingénieur Ouzts attend avec impatience que les cobots UR prennent en charge des travaux supplémentaires à volume élevé, dont un pour le rivetage et l'assemblage. « Une pièce en particulier nécessite l'installation de vingt rivets, et comme elle est si volumineuse, nous avons immédiatement vu une application pour un robot juste là », dit-il.

Ouzts semble quelque peu surpris alors qu'il explique à quel point il aime travailler avec les robots. « C'est agréable de faire partie de l'avenir », dit-il. « C'est certainement la direction que prend la plupart des fabricants, et j'aime juste voir les visages de tout le monde s'illuminer quand ils le voient en fonctionnement. »
Des milliers d'entreprises comptent sur les robots collaboratifs pour...