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I cobot assumono compiti indesiderati, ottimizzano l'assemblaggio e l'imballaggio del 30%

Darex

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Darex, produttore di affilatrici per trapani e coltelli, gestisce linee di produzione frenetiche con molte attività ripetitive ed ergonomiche. L'azienda ha implementato Universal Robots in applicazioni di avvitamento e scatolatura, ridimensionando rapidamente l'installazione iniziale in una linea di automazione in piena regola con più stazioni di lavoro programmate tramite l'interfaccia Universal Robots. L'intero sistema è sviluppato internamente.

La sfida

Darex, un'azienda familiare di quarta generazione con sede ad Ashland, in Oregon, aveva bisogno di aggiungere più prodotti alle sue linee senza assumere più persone. "Fondamentalmente, devo fare di più con la stessa quantità di risorse", afferma John Griffin, direttore delle operazioni di Darex, spiegando che l'area di Ashland sta vivendo una carenza di lavoratori disponibili. Darex aveva anche bisogno di una soluzione che non richiedesse un nuovo spazio dedicato. "Abbiamo una piccola area di produzione, quindi volevo qualcosa che non richiedesse una cella separata ma che si adattasse perfettamente alla nostra catena di montaggio", afferma Griffin, che stava cercando di automatizzare l'applicazione di avvitamento dell'azienda assemblando l'alloggiamento in plastica dell'affilacoltelli insieme alla stazione in cui vengono erette e imballate le scatole con i cartoni dei prodotti. Per l'erezione delle scatole, l'azienda ha preso in considerazione l'utilizzo di costruttori di scatole. "Ma erano limitati in ciò che avrebbero fatto e lavoravano solo su una certa gamma di scatole. Volevamo maggiore flessibilità", afferma Griffin.

Darex

Settore Metallo e lavorazioni meccaniche
Paese United States
Numero di dipendenti 100-500
Cobot utilizzati UR5 & UR3
Guarda come i cobots assumono compiti indesiderati, ottimizzando l'assemblaggio del prodotto, l'erezione della scatola e la confezione del 30%

La soluzione

Griffin aveva visto Universal Robots in molte fiere. "Sembravano semplici da programmare e persino i venditori che non vendevano robot usavano questi robot nei loro stand", ricorda. "Quindi questo mi ha detto, ‘Wow, questo è davvero il più popolare." Uno dei motivi dell'uso diffuso dei cobots sono i loro meccanismi di sicurezza integrati che arrestano automaticamente il braccio del cobot quando incontra ostacoli lungo il suo percorso. Una volta eseguita una valutazione del rischio, i cobots possono quindi operare senza gabbie di sicurezza. "Ora posso far lavorare le persone accanto ai cobots senza ingabbiamenti", afferma il direttore delle operazioni.

Stiamo funzionando circa il 30 percento in più di efficienza. Ho più flessibilità in quanto ci vuole meno personale per gestire quella linea, quindi posso concentrare le persone in aree diverse e gestire prodotti diversi. Prima costruivamo solo due prodotti a settimana, ora possiamo costruire quattro prodotti a settimana.

John Griffin, Director of operations, Darex
ROI in meno di un anno, aumento dell'efficienza del 30%

ROI in meno di un anno, aumento dell'efficienza del 30%

Non dover spendere risorse per protezioni di sicurezza costose e ingombranti ha anche contribuito a rendere i robot collaborativi attraenti in termini di prezzo. "Per il ROI sull'acquisto dei cobots, inizialmente avevo previsto che ci sarebbero voluti circa sedici mesi", afferma Griffin, che è rimasto positivamente sorpreso quando ha visto i cobots UR pagarsi da soli in meno di un anno. "Stiamo gestendo circa il 30% in più di efficienza. Ho più flessibilità in quanto ci vuole meno personale per gestire quella linea, quindi posso concentrare le persone in aree diverse e gestire prodotti diversi." Invece di costruire solo due prodotti a settimana, Darex può ora costruire quattro prodotti a settimana.

Avvitatura: il frutto a bassa pendenza maturo per l'automazione

Il compito di assemblare gli affilacoltelli sembrava un luogo logico per Darex per avviare il suo progetto di automazione. "Tradizionalmente avremmo avuto un operatore con una pistola a vite pneumatica che recuperava una vite da un presentatore a vite, la infilava nella macchina e la guidava alla coppia, un lavoro molto monotono e molto ergonomico", afferma Griffin. Per alleviare gli operatori da questo compito indesiderato, Darex ha scelto il cobot da tavolo UR3. L'azienda è stata in grado di mantenere la stessa identica configurazione con il presentatore a vite e la pistola a vite; l'unica cosa che differiva era il cobot che ora svolgeva il compito. Sam Jacobson, supervisore dell'ingegneria di produzione presso Darex, racconta come gli operatori a volte non inserivano le viti poiché i fori negli alloggiamenti erano difficili da vedere. "L'UR3 colpisce sempre tutte le viti e, in caso contrario, ci avviserà immediatamente", dice. "Abbiamo sicuramente visto un aumento della qualità del prodotto grazie ai cobots".

L'UR3 assembla gli alloggiamenti in plastica degli affilacoltelli Darex. Il cobot da tavolo è dotato di un alimentatore pneumatico a vite e trapano. Innanzitutto, l'UR3 posiziona l'alimentatore a vite sopra i fori e le viti vengono inserite nei fori. Il cobot torna quindi indietro e inserisce le viti nell'alloggiamento di plastica, usando il trapano.
L'UR3 assembla gli alloggiamenti in plastica degli affilacoltelli Darex. Il cobot da tavolo è dotato di un alimentatore pneumatico a vite e trapano. Innanzitutto, l'UR3 posiziona l'alimentatore a vite sopra i fori e le viti vengono inserite nei fori. Il cobot torna quindi indietro e inserisce le viti nell'alloggiamento di plastica, usando il trapano.
Il cobot diventa il cervello

Il cobot diventa il cervello

Il successo dell'applicazione di avvitamento ha spinto rapidamente Darex a guardare alla sua intera catena di montaggio sotto una nuova luce. "Dal momento che la nostra prima applicazione è andata così bene, abbiamo deciso di alzare la posta e aggiungere il sistema di trasporto e tutti i PLC che controllano cose come la pressa pneumatica e aggiungere un altro robot UR sul lato boxing", afferma Jacobson. "In realtà ho deciso di utilizzare il controller UR per programmare e gestire l'intera linea, utilizzando la comunicazione Modbus per collegare i diversi PLC attraverso la console portatile Teach del cobot UR", spiega. "Ho potuto programmare l'intera cosa così velocemente, ero davvero felice di quella decisione."

Erezione della scatola: UR5 gestisce un ciclo a più fasi

Erezione della scatola: UR5 gestisce un ciclo a più fasi

Piegare le scatole in forma e imballarle con i prodotti era un altro compito impopolare ed ergonomico di Darex. Il cobot di medie dimensioni di Universal Robots, l'UR5, ha preso il sopravvento e ora sta gestendo l'intero ciclo che inizia quando il cobot prende una scatola da una cassetta e la piega in forma. Posiziona la scatola piegata su una piattaforma di sosta, afferra quattro singoli cartoni che arrivano sul trasportatore e li carica nella scatola. Quando la scatola è piena, il cobot chiude il coperchio e spinge la scatola attraverso la stazione di nastratura.

Il concorso per diventare il nuovo tecnico robotico di Darex

Il concorso per diventare il nuovo tecnico robotico di Darex

Quando Darex ha inizialmente acquistato i cobots, il supervisore della produzione stava cercando di pensare a modi per rendere il team di produzione entusiasta di avere un robot tra di loro. Aveva anche bisogno di un membro del personale dedicato in linea per essere il tecnico del robot che potesse supervisionare tutte le operazioni del robot. "Quindi ho inventato questa piccola competizione", dice Griffin. "Ho dato a tutti l'indirizzo web di UR Academy, ho detto loro di studiare su questo e li ho invitati a competere per il lavoro, utilizzando le conoscenze dell'Academy." La UR Academyè composta da nove moduli interattivi online che coprono la programmazione e la configurazione di base del cobot UR. Darex ha tenuto diversi round di concorsi in cui i dipendenti erano tenuti a programmare i cobots. La vincitrice è stata Brittany Mohrman, 26 anni. “È stato davvero emozionante avere l'opportunità di fare qualcosa di diverso, quindi mi sono buttato a capofitto, ho imparato tutto quello che potevo, con l'obiettivo di battere la concorrenza. La formazione UR mi ha insegnato cose come comprendere diversi cicli di programma, regolare i cambiamenti dei waypoint e sapere dove si trova il punto centrale di gravità dello strumento sul robot. Il mio lavoro è decisamente più interessante ora."

La pallettizzazione è successiva

La pallettizzazione è successiva

Il prossimo compito che Darex sta cercando di automatizzare è la pallettizzazione delle scatole mentre escono dalla stazione di sigillatura del nastro. "Molti dei nostri prodotti e scatole sono molto simili per dimensioni e forma, quindi sembra che sarebbe una buona prossima applicazione", afferma Griffin. "Impedirebbe inoltre ai nostri dipendenti di dover raggiungere e chinarsi continuamente. Guardando la catena di montaggio che abbiamo già creato, potremmo anche facilmente prenderla e replicarla altre due o tre volte nella nostra area di produzione e ottenere la stessa cosa con altri prodotti".

Automazione efficiente degli imballaggi

Automazione efficiente degli imballaggi

Il cobot UR5 di Universal Robots gestisce l'intero ciclo di montaggio e confezionamento delle scatole presso Darex; il cobot afferra il cartone dalla cassetta, lo piega in forma, aggiunge quattro cartoni, chiude il coperchio e lo spinge attraverso il sigillante del nastro e lungo il trasportatore in uscita.

Salvaguardare la produttività

Salvaguardare la produttività

I cobots UR hanno un sistema di sicurezza integrato che limita la forza e fa sì che il braccio del cobot si fermi automaticamente se incontra ostacoli imprevisti lungo il suo percorso. Come ulteriore precauzione di sicurezza, Darex ha aggiunto gli scanner di area che si attivano quando i dipendenti attraversano le linee a strisce gialle e nere sul pavimento (visibili a destra) che delineano i confini dell'involucro di lavoro. Una volta attivati, gli scanner di area inviano un segnale al robot per rallentarne la velocità operativa. Quando i dipendenti lasciano la busta di lavoro, il cobot prende la sua solita velocità.

I giovani talenti brillano

I giovani talenti brillano

Brittany Mohrman, 26 anni, è il" nuovo " tecnico robotico di Darex.’ Utilizzando i moduli di formazione robotica online gratuiti attraverso la UR Academy, ha vinto il concorso di programmazione dell'azienda per il lavoro.

Controllo e monitoraggio senza soluzione di continuità

Controllo e monitoraggio senza soluzione di continuità

Una panoramica delle stazioni controllate da Modbus insieme a tutti gli ingressi e le uscite e al loro stato in tempo reale è disponibile direttamente attraverso la console portatile del cobot UR, dove l'operatore può ora controllare l'intera catena di montaggio.

L'aggiunta di cobots UR alla linea di produzione di Darex ha permesso all'azienda una maggiore flessibilità. "Ora posso riassegnare i miei dipendenti in attività a più valore aggiunto e concentrare la mia forza lavoro in altre aree di produzione", afferma John Griffin, direttore delle operazioni di Darex.
L'aggiunta di cobots UR alla linea di produzione di Darex ha permesso all'azienda una maggiore flessibilità. "Ora posso riassegnare i miei dipendenti in attività a più valore aggiunto e concentrare la mia forza lavoro in altre aree di produzione", afferma John Griffin, direttore delle operazioni di Darex.

Sfide di automazione risolte:

  • Raggiunto un aumento del 30%dell'efficienza
  • Flessibilità produttiva che consente quattro build di prodotti a settimana rispetto a due in passato
  • Aumento della qualità del prodotto nell'applicazione dell'avvitamento
  • Possibilità di automatizzare senza gabbia di sicurezza, consentendo il funzionamento fianco a fianco con i lavoratori della linea
  • Zero manutenzioni senza fermi macchina o interruzioni della linea
  • Eliminazione dei flussi di lavoro ripetitivi ed ergonomicamente ostili

Fattori chiave del valore:

  • ROI inferiore a 12 mesi
  • Facile programmazione
  • Collaborativa e sicura
  • Possibilità di controllare l'intera linea di assemblaggio tramite il controller UR

Compiti risolti da robot collaborativi:

  • Montaggio scatole, confezionamento
  • Controllo catena di montaggio azionamento coclee

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