Lo stampaggio a iniezione realizza un aumento del 400%della produttività implementando cobots versatili

AIM Processing

Guarda il business case Guarda come hanno fatto

In breve0

Impilare i vassoi, prelevare le parti dai trasportatori e accudire le macchine sono solo alcuni dei molti compiti noiosi che AIM Processing ora ha i robot collaborativi di Universal Robots (UR). Di fronte alla carenza di manodopera, lo stampatore a iniezione Colorado desiderava una soluzione di automazione versatile che potesse essere rapidamente spostata tra le stazioni di lavoro per affrontare una moltitudine di compiti in un ambiente ad alto mix/basso volume. La risposta è stata una piattaforma mobile con un cobot UR5e dotato di Flexx Reference, una funzionalità che consente di riutilizzare il cobot in pochi minuti, offrendo un aumento quadruplo della produttività con un ritorno di meno di 15 settimane.

La trasformazione aziendale

AIM Processing produce oltre 1300 parti diverse per più di 100 clienti diversi in una varietà di settori. "Ogni giorno è nuovo qui con pochissimi cicli di produzione impostati per lungo tempo", afferma il proprietario Jon Gelston, che ha anche affrontato un mercato del lavoro estremamente scarso. "Questo ci ha davvero spinto a guardare all'automazione, a trovare modi per aumentare la nostra produzione e controllare i nostri costi", afferma Gelston, che ha iniziato a cercare una soluzione di automazione versatile e modulare. Il suo team si era imbattuto in Universal Robots in una fiera qualche anno prima. "Ci ha colpito come qualcosa che aveva il potenziale per funzionare nel nostro ambiente", afferma il proprietario di AIM Processing, che ha acquistato un cobot UR5e.

AIM Processing

Settore Plastic & Polymers

Paese United States

Numero di dipendenti 54

Cobot utilizzati UR5e

Fin dalla nostra prima applicazione, il cobot ha superato di gran lunga le nostre aspettative in termini di aumento della produttività.

Jon Gelston, Owner, AIM Processing

Sfida a spostare il cobot tra le applicazioni

"Una volta messo in funzione, era una cosa bellissima e volevamo spostare il robot tra le applicazioni", afferma Gelston. "La sfida, tuttavia, era la prossima volta che lo avremmo impostato e tutto il tempo che avremmo dovuto spendere per riagganciare i waypoint attraverso i quali il robot si muove nello spazio libero", spiega, sottolineando come in alcuni punti fosse necessaria una precisione di 0,5 mm. "Una cosa è far funzionare qualcosa una volta, ma senza una linea di produzione dedicata e l'UR5e bloccata in una posizione esatta, come lo sistemeremmo?"

Applicazioni

Una delle applicazioni, ad esempio, ha le vaschette di prelievo e posizionamento UR5e davanti a un robot cartesiano che pallettizza le piccole parti in scomparti sulla vaschetta. L'azienda non poteva semplicemente avviare un programma memorizzato utilizzato in precedenza per la stessa applicazione, poiché la posizione del robot poteva essere ancora leggermente fuori linea, causando la mancata sincronizzazione dell'intera applicazione.

Cosa ha rivelato la procedura dettagliata

L'azienda ha chiamato Seth Leinbach, ingegnere delle vendite con il distributore locale di cobot UR, In-Position Technologies, che ha fatto una presentazione della fabbrica con Gelston. "Abbiamo esaminato diverse applicazioni e nessuna aveva un volume abbastanza elevato da giustificare una cella robotizzata dedicata", afferma Leinbach. "Jon aveva anche molte domande su come riutilizzare un robot e su come abbinare i sistemi di coordinate dell'UR alla macchina per lo stampaggio a iniezione, e subito ho pensato che fosse perfetto per una soluzione UR+ di Flexxbotics chiamata Flexx Reference."

Soluzione di riferimento Flexx

Per assicurarsi che il cobot sia posizionato esattamente allo stesso modo ogni volta che ritorna a un'applicazione, AIM Processing utilizza la soluzione Flexx Reference di Flexxbotics. Quando si posiziona il cobot nel Lockout Assembly di Flexx Reference, un sistema di accoppiamento meccanico a 6 gradi, il sistema cattura le coordinate del cobot con il clic di un pulsante nel software Flexx Reference sulla console portatile del cobot. Tutti i waypoint e i movimenti programmati del cobot nello spazio vengono quindi aggiornati rispetto alla posizione acquisita nel gruppo di blocco. L'utente può ora sbloccare il cobot e avviare il programma senza dover ricollegare alcuna posizione.

La UR5e che gestisce il prelievo e il posizionamento dei vassoi presso AIM Processing è dotata della telecamera da polso Robotiq e di una pinza pneumatica progettata internamente.

La telecamera da polso di Robotiq scansiona i codici QR sui vassoi che indicano in quale orientamento devono essere posizionati, queste informazioni vengono comunicate al cobot che posiziona il vassoio di conseguenza.

Il robot cartesiano preleva le parti in plastica nelle macchine per lo stampaggio a iniezione e le pallettizza in vassoi con un orientamento specifico. Ciò richiede che l'UR5e posizioni i vassoi con una precisione di 0,5 mm (0,0197 pollici).

Nell'applicazione del trasportatore, l'UR5e è guidato dalla telecamera da polso di Robotiq per prelevare le parti sul trasportatore e posizionarle in una scatola. Il cobot utilizza anche la pinza 2F-140 di Robotiq. Tutti i prodotti Robotiq sono certificati attraverso il programma UR+ per essere plug-and-play con cobots UR.

Il sensore di prossimità del trasportatore avvisa l'UR5e quando un pezzo è pronto per essere prelevato, l'intera cella viene programmata attraverso il controller del cobot UR dalle risorse interne di AIM Processing.

Affinché il robot cartesiano possa comunicare con l'UR5e, indicando quando è necessario posizionare un nuovo vassoio sul tavolo di fronte ad esso per la pallettizzazione, AIM Processing utilizza una scatola di relè gate-link. "Non abbiamo ritenuto necessario utilizzare un PLC esterno, il che elimina la complessità", afferma il proprietario di AIM Processing, Jon Gelston. "I due robot comunicano attraverso gli ingressi e le uscite a 24 volt esistenti nell'UR5e attraverso un gate-link di interfaccia che abbiamo creato."

Aumento della produttività quadruplicato

Dal primo dispiegamento di cobot dell'azienda, AIM Processing ha lanciato più di una dozzina di applicazioni specifiche, con le macchine per lo stampaggio a iniezione tend UR5e, i vassoi impilati e le parti prelevate dai trasportatori. Il primo obiettivo era quello di automatizzare il prelievo e il posizionamento dei vassoi per il robot cartesiano di pallettizzazione. In precedenza, questa era un'attività che si verificava ogni 90 secondi con una persona seduta che aspettava di spostare i vassoi per un paio di secondi.

"Il vantaggio di automatizzare questo compito non era solo l'evidente evitamento del lavoro. Ora possiamo far funzionare la macchina con una capacità e una produttività molto più elevate in un funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7, anziché solo 40 ore alla settimana. Ciò ci ha sostanzialmente dato un aumento quadruplo della nostra produttività", afferma Gelston, aggiungendo che un altro vantaggio è la coerenza: "In termini di produzione parziale, i tempi di ciclo sono esattamente gli stessi, al secondo, il che porta a un prodotto coerente".

ROI entro 15 settimane

A Jon Gelston viene spesso chiesto quanto ha pagato per il cobot UR5e e, cosa più importante, quanto velocemente si ripagherà. "La mia risposta è sempre che non si ripagherà se non lo usi", dice, sottolineando come l'implementazione modulare abbia davvero contribuito a portare a casa il ROI:

"Parte dell'incertezza con l'esecuzione di una varietà di parti diverse per durate diverse rende difficile in termini di calcolo del recupero; ma quello che posso dirti è che nella nostra prima applicazione, abbiamo scoperto che dopo averlo eseguito la quinta volta, avevamo pagato per il robot stesso, il che significava un ROI entro 15 settimane", afferma il proprietario di AIM Processing che ha appena implementato un secondo UR5e per vagare per la fabbrica ovunque sia necessaria l'automazione.

Formazione e UR Academy

Il team di AIM Processing aveva una conoscenza di base del flusso logico e della programmazione prima di lavorare con Universal Robots, "ma pochissima esperienza diretta con la programmazione dei robot" come afferma il proprietario Jon Gelston, sottolineando le risorse che ha trovato attraverso la parte online gratuita di UR Academy. "C'erano moduli di autoformazione sia in formato video che in formato di lettura che ci sono stati molto utili per trovare e imparare in termini di applicazioni e miglioramenti nelle procedure che avrebbero avvantaggiato una varietà delle nostre applicazioni", dice ammettendo che; "La nostra prima applicazione era probabilmente, per i nostri standard ora, non terribilmente complicata; ma all'epoca sembrava che lo fosse. "Utilizzando le risorse che abbiamo trovato nel database di formazione e nel sito di supporto di UR, nonché nella comunità di rivenditori a valore aggiunto e componenti aggiuntivi di Universal Robots, abbiamo davvero permesso a quel progetto di avere un grande successo ", afferma Gelston.