Il cobot di levigatura offre un aumento del 40%della produttività

Automazione presso Andrew Pearce Bowls

Scopri i vantaggi del cobot UR5e consegnato presso Andrew Pearce Bowls

In breve

Il produttore di stoviglie in legno del Vermont ha implementato con successo un robot collaborativo UR5e per gestire la levigatura di finitura dei taglieri. Il nuovo collega robot, chiamato "Sandrew" dallo staff, ha prodotto un aumento del 40%della produttività, che ha portato il robot a ripagarsi in soli due mesi.

La trasformazione aziendale

di Andrew Pearce Bowls ha iniziato a considerare l'automazione quando una levigatrice manuale è stata promossa a tornitore di finitura, lasciando aperta una posizione che si è rivelata difficile da riempire. "È difficile reclutare qualcuno che stia in piedi a un tavolo da lavoro per otto ore", afferma Alex Drew, ingegnere applicativo di Andrew Pearce Bowls. "La levigatura stava davvero diventando il punto di strozzatura nella nostra produzione."

Andrew Pearce Bowls

Settore Mobili e attrezzature

Paese United States

Numero di dipendenti 25

Cobot utilizzati UR5e

Come ci sono riusciti

Esaminare più da vicino il processo e i dettagli chiave per passare con successo dai processi manuali all'automazione con robot collaborativi

ROI a due mesi e aumento del 40%della produttività

Il responsabile di produzione di Andrew Pearce ha esaminato attentamente le metriche delle prestazioni del suo cobot UR5e. "Fondamentalmente finiamo per risparmiare circa il 20%del tempo che la levigatrice impiegherebbe sulla tavola per gestire la levigatura di finitura", spiega. "Non li sta sostituendo, sta solo riducendo la quantità di tempo che impiegano per passare da un prodotto grezzo a un prodotto finito, il che si traduce in un aumento di circa il 40%della produttività."

Guardando i costi complessivi dell'azienda per il robot e l'implementazione, Welch stima che il ritorno sull'investimento (ROI) sul robot sia di circa due mesi. "Il robot UR è diventato molto parte integrante del nostro piano aziendale quest' anno", afferma. "Siamo cresciuti di oltre il 20%, quindi speriamo di continuare questa crescita il prossimo anno e avere l'applicazione UR ci aiuterà a raggiungere questo obiettivo".

Cambio rapido del prodotto

Il team di Andrew Pearce ha costruito l'attrezzatura che consente all'UR5 di cambiare la propria carta vetrata internamente. La cella include anche una maschera ribaltabile a forma di V che consente al cobot di capovolgere la tavola di oltre 45 gradi in modo che possa raccoglierla e levigare il lato inferiore senza alcun intervento manuale. "Può letteralmente muoversi attraverso taglieri completi, 10-15 alla volta, a seconda di quanti ne possiamo montare sul lato di ingresso e uscita", afferma l'ingegnere applicativo di Andrew Pearce, sottolineando come anche i cambi siano facili da gestire. "Facciamo di tutto, dai taglieri che misurano 17x17 pollici, fino a piccoli ornamenti. Passare da un prodotto all'altro è semplicissimo. Il programma si ferma, metti tutto ciò su cui devi lavorare nella tabella di alimentazione, quindi apri un nuovo programma ed eseguilo."

Applicazione di levigatura programmata internamente

UR5e è dotato della pinza di presa AirPick certificata Robotiq UR+ e del kit di levigatura. Nel kit sono inclusi accessori per il controllo dell'aria, strumento orbitale, mezzi di levigatura, software che controlla il sensore di forza/coppia del cobot UR e una staffa di montaggio, il tutto controllato tramite un "URCap"; una stretta di mano software tra periferiche e il braccio del cobot UR, accessibile direttamente attraverso il telecomando del cobot.

Il software consente all'utente di "insegnare" al robot il suo modello di levigatura. L'ingegnere applicativo di Andrew Pearce ammette prontamente di non avere esperienza di robotica prima di immergersi in questo progetto. "Ma ogni possibilità che ho di imparare qualcosa è sempre molto eccitante. La programmazione e l'interfacciamento con il robot sono stati sorprendentemente semplici e facili da capire", afferma Drew.

Applicazioni future

Presto, finire la levigatura non sarà l'unico compito, "Sandrew" – il nome che l'UR5e è stato dato dal personale - può aggiungere al suo curriculum. Il team di Alex Pearce Bowls ha aggiunto un altro prodotto certificato UR+ al cobot UR5; il Flexx Reference di Flexxbotics, una soluzione software/hardware dotata di un meccanismo di blocco con un relativo offset che elimina la necessità di aggiornare i waypoint del cobot UR e si sposta ogni volta che il cobot o la cella di lavoro si spostano. "Con Flexx Reference, saremo in grado di posizionare il robot su una base mobile e spostarlo per caricare e scaricare le nostre macchine per la marcatura laser. Forse a un certo punto aggiungeremo anche un UR10e per la manutenzione della macchina CNC", afferma Welch. "Vediamo così tante nuove possibilità nel negozio e future aperture lungo la strada che consentirebbero una maggiore automazione ora".

Siamo cresciuti di oltre il 20%, quindi speriamo di continuare questa crescita il prossimo anno e avere l'applicazione UR ci aiuterà a raggiungere questo obiettivo.

Mike Welch, Production manager at Andrew Pearce Bowls

La soluzione

Il team ha incontrato il distributore Universal Robots Motion AI (ex Axis New England) che ha mostrato loro come i robot gestiscono le attività di levigatura.

"Ci siamo resi conto che avere un robot che si occupa della levigatura, diventa solo un altro strumento che non sostituisce nessuna delle tecniche del Vecchio Mondo che usiamo nel nostro lavoro manuale", afferma Mike Welch, direttore di produzione di Andrew Pearce Bowls.

I robot collaborativi (cobots) di Universal Robots (UR) non sono stati l'unica opzione di automazione presa in considerazione da Andrew Pearce Bowls. "Siamo finiti con i cobots UR a causa del software non proprietario e delle uscite digitali e analogiche che ci hanno permesso di aggiungere ulteriori periferiche nel processo di attrezzaggio e attrezzaggio", afferma Welch.

"E alla fine, l'insegnamento e l'apprendimento online attraverso UR, Robotiq e il nostro fornitore locale, Axis New England, ci hanno fornito molte risorse, quindi ci siamo sentiti a nostro agio nel non essere lasciati fuori dall'asciutto non sapendo come gestirlo".

Impostare i punti di riferimento per i modelli di levigatura è davvero semplice ", afferma Alex Drew, ingegnere applicativo di Andrew Pearce Bowls. "Basta impostare gli angoli e poi decidere la velocità e lo schema, premere play e va

Andrew Pearce Bowls ha aggiunto una tavola di aspirazione controllata dagli ingressi e dalle uscite digitali nel controller del cobot. Quando le tavole vengono portate al cobot UR5e, sono state leggermente pre-sabbiate e spruzzate con acqua per sollevare il grano in modo che il cobot finisca di carteggiarle. UR5e preleva la tavola dall'alimentazione, la posiziona su una tavola aspirante, leviga la parte superiore, i lati e rompe i bordi. Da lì, lo porta a una maschera di capovolgimento, spinge un po' la tavola e la capovolge di 45 gradi in modo che la tavola sia accessibile dal basso. Il cobot riporta quindi la tavola alla tavola aspirante e termina l'altro lato prima di impilarla in una pila di uscita. A seconda delle dimensioni della tavola, il ciclo varia da sei a sette minuti e mezzo.

Le scanalature dei taglieri sono levigate con un mandrino che sostituisce facilmente la levigatrice orbitale sul cobot. "Abbiamo stampato in 3D una staffa per utensili che ci ha permesso di tenere un mandrino sul robot, levigando scanalature che la normale levigatrice orbitale non poteva contenere", afferma Mike Welch, direttore di produzione di Andrew Pearce Bowls. "Abbiamo semplicemente estratto i disegni del supporto per piastra UR dal sito Web UR, li abbiamo inseriti nel nostro programma CAD per stampare in 3D qualsiasi supporto di cui avessimo bisogno. Invece di acquistare una versione che ci sarebbe costata fino a $10.000, siamo stati in grado di farlo internamente per $200".

"All'interno della console portatile, è molto facile programmare nelle periferiche del robot", afferma, spiegando come sia la levigatrice che la pinza a vuoto abbiano i propri URCaps (strette di mano software tra periferiche e braccio del cobot UR), il che rende molto semplice programmare, mettere a punto e regolare gli effetti finali del cobot. "Se vuoi collegare piccoli componenti dell'aria attraverso gli ingressi e le uscite digitali, è facile come inserire un nodo per accendere e spegnere".

Il cobot UR5e di Universal Robots ha un carico utile di 5 kg e una portata di 850 mm, il team di Andrew Pearce Bowls ha equipaggiato il cobot con la pinza Airpick e il kit di levigatura di Robotiq, entrambi certificati UR+ per integrarsi perfettamente con i cobots UR.

Utilizzando le tecniche del Vecchio Mondo, Andrew Pearce Bows è il più grande produttore nazionale di ciotole tornite a mano, che elabora camion pieni di tronchi dalla merce grezza al prodotto finito.

L'azienda utilizza l'intero tronco per ridurre al minimo gli sprechi, un risultato di questo approccio sono i taglieri che l'azienda produce in molte forme e dimensioni.

"Essendo una piccola azienda e uno stato con un piccolo bacino di popolazione, cerchiamo attivamente di promuovere all'interno dei nostri ranghi", afferma Mike Welch, direttore di produzione di Andrew Pearce Bowls. "Molti dipendenti si sforzano di girare le ciotole, quindi quando si è aperta una posizione, uno dei nostri levigatori era interessato a imparare a girare, quindi gli abbiamo dato l'opportunità. Ciò tuttavia ha lasciato una carenza nella levigatura di finitura; abbiamo cercato a lungo e duramente per riempire quella posizione, senza successo, e alla fine ci siamo rivolti all'aggiunta di un robot universale".

Sfide di automazione risolte:

Applicazione di levigatura programmata internamente
Capacità di levigare una grande varietà di lotti di taglieri a breve tiratura
Risolvere con successo i problemi di arresto forzato del robot durante la manipolazione di pezzi più grandi

Fattori chiave del valore:

Capacità di aumentare la produttività del 40% con il personale esistente
ROI in soli due mesi
Il miglioramento dell'ambiente di lavoro aumenta il morale dei dipendenti

Compiti risolti da robot collaborativi

Il cobot UR5e gestisce l'intero ciclo di levigatura di finitura dei taglieri

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