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I cobots UR precisi ed economici consentono un aumento della produzione

RCM Industries

In breve

Il produttore di pressofusione RCM Industries di Chicago si è trovato in concorrenza con i fornitori in Messico per un grande progetto in outsourcing. Una flotta di nuovi robot collaborativi e-Series di Universal Robots con rilevamento della coppia di forza incorporato ha assunto compiti ripetitivi ad alta precisione, aumentando la produzione e riducendo i costi per rendere questa azienda statunitense competitiva con i paesi a basso salario, fornendo al contempo posti di lavoro di valore superiore per i lavoratori.

Quando un grande cliente stava prendendo in considerazione la delocalizzazione della produzione per risparmiare sui costi, il team di RCM Industries sapeva che doveva eliminare i costi dal suo prodotto senza ridurre il valore che l'azienda fornisce ai suoi clienti. L'elevato livello di precisione richiesto per montare e auto-allineare le parti sui mandrini della macchina CNC ha reso l'automazione ancora più impegnativa.

RCM Industries

Settore Metal and Machining
Paese North America
Numero di dipendenti 500-1000
Cobot utilizzati UR10
Video - RCM Industries, USA

Come ci sono riusciti

RCM ha ora implementato cobots UR10e in due celle identiche in cui ciascuno tende due torni CNC a doppio mandrino nello stesso ciclo, producendo un prodotto idraulico di consumo. Gli operatori caricano semplicemente le parti su un tavolo e i robot le spostano da una stazione all'altra, raccogliendo una parte grezza, mettendola in un prefissaggio per allinearla correttamente, posizionandola sul primo mandrino poi sul secondo mandrino e infine facendo cadere la parte completata su un nastro trasportatore per tornare all'operatore.

Il rilevamento della coppia di serraggio integrato del cobot consente di cercare la posizione corretta sui mandrini e di auto-allinearsi. Il rilevamento della coppia di forza consente inoltre al robot di rilevare e scartare parti fuori forma o parti che non vengono caricate correttamente. Un'altra applicazione RCM ha un cobot UR10 che preleva anelli metallici da un tornio curato da un robot cartesiano. UR10 mette le parti in un serbatoio di lavaggio per lavare via eventuali lubrificanti, quindi fa circolare le parti davanti a un soffiatore per asciugarle prima di posizionare il prodotto finito sui fusti.

Vantaggi tangibili immediati

Vantaggi tangibili immediati

"Uno dei principali vantaggi tangibili che abbiamo ottenuto subito è stata la coerenza del throughput da quelle celle", afferma Rob Marconi, direttore dell'ingegneria e della tecnologia di RCM Industries. Quando gli operatori caricavano manualmente le macchine, spesso si destreggiavano tra più attività come il controllo delle parti e l'ingresso e l'uscita delle parti dalla cella. Ciò significava che anche se potevano caricare le macchine abbastanza rapidamente, potevano anche essere incoerenti. "Con un robot, fa costantemente lo stesso movimento ogni volta esattamente allo stesso tempo, quindi abbiamo immediatamente visto un aumento del 15%della produttività non appena li abbiamo implementati", afferma Marconi.

Sicuro e intuitivo

Sicuro e intuitivo

Mentre il robot lavora, gli operatori possono entrare liberamente nella cella per regolare la macchina CNC o eseguire altre attività. Questa capacità di schierarsi senza recinzioni di sicurezza dopo aver eseguito una valutazione iniziale del rischio è un vantaggio chiave dei cobots rispetto ai robot tradizionali. "Se il cobot non carica correttamente, invierà un errore all'operatore, nel qual caso l'operatore può entrare nella cella, rimuovere la parte e riavviare il ciclo senza dover aprire alcuna gabbia di sicurezza e bloccare e contrassegnare la cella", spiega Marconi

Ci chiediamo sempre: "Può essere automatizzato, e cos'è quell' investimento, e ha senso? ’E stiamo scoprendo che in più casi, ha senso.

Mike Higgins, sales and marketing director, RCM Industries

I dipendenti passano a mansioni più sicure e di maggior valore

Mentre i requisiti di personale per queste particolari attività sono stati ridotti attraverso l'automazione collaborativa, il direttore delle vendite e del marketing Mike Higgins spiega come l'azienda è stata in grado di mantenere i posti di lavoro negli Stati Uniti essendo più competitiva. "Siamo stati in grado di ottenere entrate e aumentare la capacità, in modo che i dipendenti potessero essere distribuiti in altri reparti e altri servizi all'interno dell'organizzazione", afferma. "Quando si tratta di assumere personale in un'area urbana come la nostra, è molto difficile", spiega Higgins. "Tutti noi produttori stiamo lottando per i dipendenti qualificati. Dobbiamo cercare in ogni momento dove possiamo automatizzare, specialmente nelle attività ripetitive".

RCM Industries ha implementato due cobots UR10e, ciascuno con due macchine CNC a doppio mandrino nello stesso ciclo. "Avere un robot che si occupa di due macchine CNC ha ovviamente migliorato notevolmente il ROI", afferma Mike Higgins. "In realtà è un calcolo abbastanza semplice; il cobot compensa il costo del lavoro. I tempi di attività, l'elettricità minima necessaria, la manutenzione minima necessaria su di essi, combinati con il fatto che non è necessario disporre di ingegneri dell'automazione completamente certificati in grado di lavorare su tutto ciò, hanno portato a un ritorno sull'investimento in poco meno di un anno". Al termine del secondo ciclo di lavorazione, il pezzo finito viene posizionato su un trasportatore in uscita.
Facile da imparare

Facile da imparare

Senza esperienza nella programmazione di robot, Marconi è stato in grado di scaricare il software di simulazione PolyScope da Universal Robots e creare l'intera struttura del programma prima ancora che il robot arrivasse. A quel punto, ha semplicemente scaricato il programma sul cobot e gli ha insegnato i waypoint in loco utilizzando il pendente Teach del cobot UR.

Impostazione UR+ senza sforzo

Impostazione UR+ senza sforzo

Per afferrare le parti per l'applicazione di manutenzione delle macchine, RCM Industries ha scelto una pinza PHD Pneu-Connect a tre ganascedallo showroom UR+ online. La pinza è certificata UR+, il che significa che è plug-and-play pronta per l'integrazione. "Ha tutte le valvole dell'aria già integrate, tutti i cablaggi completati e qualsiasi codifica necessaria per integrarsi con il robot già eseguita", afferma Marconi. "Abbiamo semplicemente collegato un cavo al robot, installato il software direttamente nel teach pendant ed eravamo pronti a partire".

Il ROI veloce giustifica i piani futuri

Marconi si aspetta di vedere continui benefici dai cobots, che si sono ripagati in meno di un anno. "Abbiamo molte applicazioni future pianificate, ma penso che uno dei principali vantaggi di questi robot sia che possono essere facilmente ridistribuiti", spiega. "Man mano che la nostra linea si espande e stiamo cercando di migliorare la produttività, abbiamo già in programma di prendere quei robot, spostarli in aree diverse e ottenere una migliore produttività da quelle celle senza dover rifare alcun tipo di ingabbiamento o alcun tipo di cablaggio." Questo è molto diverso dai robot industriali tradizionali, che raramente vengono ridistribuiti a causa dei costi e dei tempi di inattività legati allo spostamento di ingombranti gabbie di sicurezza.

Lo specialista di automazione Cameron Friend con FPE Automation ha aiutato RCM a selezionare i cobots UR. "I robot e-Series sono ciò che stiamo guidando con i nostri clienti come cobot di scelta", afferma. I vantaggi che delinea includono programmazione intuitiva, ottima esperienza utente, sostituzioni articolari veloci, rilevamento della coppia di forza integrato e, naturalmente, maggiore ripetibilità di 30 micron per UR3e e UR5e e 50 micron per UR10e. "Questi sono tutti fattori molto importanti che ci stanno aiutando a entrare in nuove applicazioni. Oltre alla manutenzione della macchina, questi sono compiti come sbavatura, erogazione, imballaggio e pallettizzazione."

Chicago Die Caster, RCM Industries, ha implementato due UR10e in due celle a doppio mandrino, occupandosi delle macchine CNC.
Chicago Die Caster, RCM Industries, ha implementato due UR10e in due celle a doppio mandrino, occupandosi delle macchine CNC.

Sfide di automazione risolte:

  • Riduzione dei requisiti dell'operatore manuale da parte di 6 operatori in una cella e due operatori in compiti fuori turno
  • Aumento del 15%della produttività
  • Maggiore sicurezza e soddisfazione per i lavoratori trasferiti a mansioni di maggior valore
  • Il funzionamento sicuro consente ai supervisori di entrare nelle celle di lavoro per verificare le dimensioni fini
  • Una facile ridistribuzione supporta ulteriori attività di produzione

Fattori chiave del valore:

  • Implementazione rapida per una facile distribuzione/ridistribuzione
  • Una facile programmazione offline riduce al minimo i tempi di inattività
  • Il rilevamento della coppia di forza consente l'auto-allineamento sui mandrini e lo scarto automatico delle parti difettose
  • La ripetibilità di 50 micron supporta attività ad alta precisione

Compiti risolti da robot collaborativi:

  • Doppio mandrino CNC che si occupa
  • del prelievo e del posizionamento delle parti attraverso il ciclo di lavaggio e asciugatura

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