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I cobots UR offrono una soluzione di automazione sicura e facile da usare

Optipro Systems

In breve

OptiPro Systems, un produttore di apparecchiature per la fabbricazione di ottiche di precisione, ha dovuto affrontare una crescente domanda da parte dei clienti per offrire una soluzione automatizzata in grado di misurare – in-process – i prodotti che i clienti OptiPro fabbricano nelle sue macchine. OptiPro ha trovato la soluzione nella workstation Q-Span ® di New Scale Robotics, un kit applicativo per la misurazione di piccole parti alimentato da un cobot UR3 di Universal Robots.

Con sede nello stato di New York, OptiPro Systems sviluppa strumenti di rettifica, lucidatura e metrologia di precisione per l'industria ottica dalla fine degli anni '80. Sempre più spesso i clienti dell'azienda hanno iniziato a richiedere soluzioni chiavi in mano. "Invece di acquistare singole macchine e attrezzature a pezzi per le loro soluzioni di produzione, ora possiamo gestire l'intero processo, fornendo loro una cella che misura e produce i pezzi grezzi e li trasforma in un pezzo finale", afferma David Mohring, coordinatore della metrologia, OptiPro Systems. Il controllo della qualità è fondamentale poiché la maggior parte dei clienti OptiPro produce parti per i settori medico e militare che richiedono un'ispezione al 100%.

Optipro Systems

Settore Metal and Machining
Paese North America
Numero di dipendenti 50-100
Cobot utilizzati UR3
Video — Optipro Systems, USA

Aggiornamento di una soluzione esistente

OptiPro Systems aveva già implementato internamente robot collaborativi di Universal Robots per tendere le macchine di rettifica e CMM che realizzavano prototipi. Quando New Scale Robotics è uscito con il kit per workstationQ-Span ®, OptiPro ne ha preso nota. "Abbiamo visto un'opportunità unica per offrire una soluzione sicura e facile da usare per la misurazione in-process basata su cobots con cui ci sentivamo già a nostro agio", afferma Kyle Wood, supervisore della fabbricazione ottica presso OptiPro Systems.

Q-Span® Workstation è un UR+ Application Kit, il che significa che è stato testato e certificato per integrarsi perfettamente con i cobots UR – in questo caso il cobot da tavolo di UR, l'UR3. Il kit per workstation Q-Span ® include pinze di presa robotizzate, parti e accessori campione e un versatile carrello per workstation che si sposta facilmente all'interno della struttura. OptiPro ora fornisce il kit per workstation Q-Span ® come parte di celle di lavorazione complete, che incorporano stazioni di metrologia per smerigliatrici, lucidatrici e s. Quando le parti escono da una rettificatrice OptiPro, la workstationQ-Span ® misura immediatamente le parti in uno scenario di superamento/fallimento. Se le parti passano, passano alla macchina CMM per ulteriori misurazioni.

Il kit per workstation Q-Span ® è un kit applicativo certificato UR+, progettato e prodotto da New Scale Robotics per funzionare con i robot collaborativi Universal Robots e-Series (cobots). Automatizza il noioso processo di misurazione manuale delle piccole parti per il controllo qualità e la registrazione dei dati per l'analisi statistica.Prima che il cobot UR3e dotato di pinza-calibro New Scale inizi a misurare un nuovo tipo di pezzo, l'utente deve dire all'encoder assoluto incorporato della pinza qual è la nuova distanza tra le sue dita, insegnandogli il nuovo "valore del mondo reale" tra i punti di contatto utilizzati per l'ispezione. Gli utenti possono impostare questo riferimento direttamente nel software URCap sul Teach Pendant del cobot UR3.

Abbiamo visto un'opportunità unica per offrire una soluzione sicura e intuitiva per la misurazione in-process basata su cobots con cui ci sentivamo già a nostro agio

Kyle Wood, Optics Fabrication Supervisor
Individuare i problemi in anticipo

Individuare i problemi in anticipo

La misurazione delle parti in-process è vitale per il processo di produzione, afferma Mohring: "Invece di produrre un gruppo di parti che non vengono misurate fino a tardi, la misurazione in-process rileva immediatamente i problemi, riducendo gli scarti e assicurandoci di non continuare il processo di produzione mentre produciamo parti difettose."

Mike Cahill, ingegnere meccanico presso OptiPro Systems, spiega come la workstationQ-Span ®, ad esempio, può misurare i cilindri di vetro che escono dalla rettificatrice OptiSonic dell'azienda. Il cilindro è costituito da un trapano a carotaggio che, come un martello pneumatico, oscilla attraverso una grande pila di vetro. "La tecnologia OptiSonic prolunga significativamente la durata dell'utensile, ma è inevitabile che il trapano diamantato si usuri nel tempo come parte del processo di rettifica, quindi le dimensioni effettive del pezzo risultanti da quel processo di fabbricazione varieranno", afferma. "Fare in modo che la workstation Q-Span ® misuri immediatamente lo spessore del nucleo di ciascun cilindro ci consente, in modo non presidiato, di individuare immediatamente i problemi fuori tolleranza e, se necessario, di modificare le punte o la velocità di avanzamento".

Migliaia di dollari di risparmio

Migliaia di dollari di risparmio

Ciò significa ridurre gli scarti di materiali preziosi. Kyle Wood fornisce un esempio di quanto sia prezioso: "Molti dei nostri clienti usano il germanio, che vale più dell'oro in peso grezzo, quindi stiamo parlando di migliaia di dollari di risparmio", afferma, sottolineando anche la delicata gestione delle parti fornita dalla workstationQ-Span ®. "Utilizzando il cobot, i nostri clienti ora evitano che il materiale fragile si rompa e i bordi taglienti si rompano o si scheggino a causa della movimentazione manuale. La workstation Q-Span ® consente un'operazione non presidiata in grado di produrre pezzi in migliaia quando le dimensioni del lotto sono grandi, un operatore manuale impiegherebbe sei passaggi per fare ciò che Q-Span® può realizzare in un ciclo. Inoltre, eliminiamo la varianza umana dall'equazione", afferma. "Possiamo anche misurare una varietà di parti diverse senza cambiare la pinza, il che ci consente di passare rapidamente da un progetto all'altro".

Distribuzione flessibile con sicurezza integrata

"Puoi effettivamente portare il kit Q-Span® direttamente nella tua struttura e, nel giro di poche ore, farlo misurare le parti senza assumere un integratore per passare ore a lavorare per ottenere un set di robot con utensili duri nel tuo sistema."

Quinlivan spiega che New Scale Robotics ha scelto il cobot UR3 per alimentare il kit di workstation Q-Span ® per diversi motivi: "UR3 ha un ottimo fattore di forma e fornisce una piattaforma open source, che ci consente di sviluppare un URCap, che è una stretta di mano software tra il nostro sistema e il robot", afferma, spiegando che ciò consente all'utente di programmare l'intera applicazione direttamente attraverso il ciondolo di insegnamento di UR3e che può alimentare i dati di misurazione direttamente nei database dei clienti.

OptiPro Systems ha lavorato con una varietà di robot diversi, afferma Mohring. "La facilità d'uso e la natura collaborativa del cobot UR sono state determinanti nell'implementarlo nelle nostre celle di lavoro, non dobbiamo dedicare molto tempo allo sviluppo di tecniche e all'apprendimento di diversi algoritmi di programmazione come con alcune delle altre opzioni disponibili", afferma aggiungendo che il fatto che UR3e sia un cobot gli consente di operare a fianco dei dipendenti e adattarsi ai flussi di lavoro esistenti. "Grazie alla sicurezza integrata del cobot, offre i vantaggi dell'automazione flessibile senza i costi dei robot industriali fissi. Non abbiamo bisogno di aggiungere tutte le protezioni e i laser extra come con i robot tradizionali. Possiamo semplicemente spostare il sistema Q-Span® tra le macchine; potrebbe essere un mulino a tre assi di base, fino a una piattaforma di rettifica simultanea a sei assi - o una piattaforma di lucidatura - è abbastanza flessibile da poterlo mettere su ogni singola delle nostre macchine".

"Grazie alla sicurezza integrata del cobot, offre i vantaggi dell'automazione flessibile senza i costi dei robot industriali fissi. Non abbiamo bisogno di aggiungere tutte le protezioni e i laser extra come con i robot tradizionali. Possiamo semplicemente spostare il sistema Q-Span® tra le macchine", afferma Dave Mohring, Metrology Coordinator, OptiPro Systems.
"Grazie alla sicurezza integrata del cobot, offre i vantaggi dell'automazione flessibile senza i costi dei robot industriali fissi. Non abbiamo bisogno di aggiungere tutte le protezioni e i laser extra come con i robot tradizionali. Possiamo semplicemente spostare il sistema Q-Span® tra le macchine", afferma Dave Mohring, Metrology Coordinator, OptiPro Systems.
Prevenire i colli di bottiglia

Prevenire i colli di bottiglia

Far misurare la stazione di lavoro Q-Span ® durante il processo alla rettificatrice, smistando le parti in contenitori pass/fail, aiuta anche a prevenire i colli di bottiglia più avanti nel laboratorio di metrologia spiega Mohring: "Catturare parti fuori tolleranza proprio lì nella cella di produzione all'inizio del processo senza doverle inviare a una macchina CMM nel laboratorio di metrologia consente di risparmiare un sacco di soldi e tempo per i nostri clienti." Solo le parti che superano la misurazione in-process di Q-Span ® Kit passano a una macchina CMM per la verifica dimensionale completa.

Ridurre i costi e aumentare l'efficienza

Ridurre i costi e aumentare l'efficienza

"Spesso nella produzione di ottica, c'è una configurazione della cella in cui c'è un'operazione di rettifica, un'operazione di lucidatura e poi un'operazione di metrologia, il tutto all'interno di una cella di lavoro", dice. "Non avere una persona in ogni macchina è una grande riduzione dei costi e in uno scenario Covid con una forza lavoro interna ridotta, è stata una grande risorsa per i nostri clienti in quanto non devono avere tante persone che lavorano insieme nelle immediate vicinanze".

Idee per il futuro

Idee per il futuro

L'aggiunta del kit per workstation Q-Span ® come parte dell'offerta chiavi in mano di OptiPro System ha suscitato molte idee per progetti futuri. "Ci ha anche dato fiducia nell'aggiungere un elemento di innovazione alla produzione futura o esistente con i cobots UR, che sarà sempre più importante", afferma Kyle Wood.

Sfide di automazione risolte:

  • Ispezione in-process al 100%delle parti raggiunte
  • Sostituite misure manuali meno precise e meno ripetibili che possono scheggiare o danneggiare pezzi fragili
  • Distribuzione flessibile su più macchine
  • Funzionamento non presidiato abilitato dell'ispezione di qualità in-process, fondamentale in uno scenario Covid con riduzione della forza lavoro interna

Fattori chiave del valore:

  • Fornisce la misurazione in-process, catturando immediatamente le parti fuori tolleranza
  • Riduce gli scarti
  • Previene i colli di bottiglia nel laboratorio di metrologia
  • Ingombro ridotto
  • Maggiore flessibilità nell'impiego dei lavoratori
  • Collaborativo e sicuro
  • Facile da programmare
  • Kit completo per controllo qualità

Compiti risolti da robot collaborativi:

  • Misurazione in process di minuterie prodotte da macchine ottiche di precisione.

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