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Universal Robots raddoppia la produzione presso il produttore di metallo e plastica

Tool Gauge

In breve

Tool Gauge, con sede a Tacoma, Washington, produce componenti e assemblaggi di precisione in metallo e plastica per l'industria aerospaziale. Con contratti a lungo termine con i clienti che non possono essere rinegoziati, Tool Gauge si è rivolto all'automazione per contribuire a mitigare e contenere i costi del personale in un mercato del lavoro ristretto. Due robot collaborativi UR hanno raggiunto questo obiettivo, offrendo risparmi di manodopera fino al 75% raddoppiando la produzione nell'erogazione di colla e nelle applicazioni di manutenzione delle macchine CNC, riducendo la necessità di lavoratori aggiuntivi per lavori ripetitivi e indesiderati. L'azienda ha anche trovato nuove opportunità per i dipendenti di aggiungere valore, migliorare la sicurezza e ottenere soddisfazione sul lavoro.

La trasformazione aziendale

Jim Lee, direttore generale di Tool Gauge, affronta la dura realtà di fare affari in un mercato globale. Anche se l'azienda è vicina a molti dei suoi clienti nel nord-ovest del Pacifico, questi clienti possono fare affari in qualsiasi parte del mondo, anche nei mercati del lavoro a costi molto più bassi. "È diventato chiaro per noi che il modo in cui possiamo competere non è aggiungendo più corpi, ma aggiungendo più tecnologia e quindi aggiungendo più valore utilizzando quella tecnologia", spiega Lee che stava cercando di assumere fino a un centinaio di nuovi dipendenti che semplicemente non erano disponibili nel ristretto mercato del lavoro del Pacifico nord-occidentale.

Non solo era difficile per uno Tool Gauge assumere operatori umani, ma le attività richieste erano anche difficili da eseguire per il lavoro manuale, in particolare l'erogazione di colla nelle parti estruse in plastica. "L'area in cui deve essere applicata la colla è incredibilmente stretta, quindi nel tempo gli operatori vedevano stanchezza nelle loro mani con potenziali lesioni preoccupanti. Anche i tassi di scarto erano elevati", afferma Steve Ouzts, ingegnere di produzione presso Tool Gauge.

Tool Gauge

Settore Metal and Machining
Paese North America
Numero di dipendenti 25-50
Cobot utilizzato UR3
Video — Tool Gauge, USA

Costruire un sistema efficiente

Tool Gauge aveva bisogno di aumentare l'efficienza e ha scoperto che i cobots di Universal Robots (UR) erano la soluzione perfetta. Lee descrive i tre principali vantaggi dei robot collaborativi di UR. "Abbiamo scelto Universal Robots perché il numero uno sono i cobots: abbiamo sempre avuto paura di usare l'automazione perché c'è un enorme investimento di capitale, ma non è il caso di Universal Robots. Due, eravamo preoccupati di murare parti della nostra produzione per inserire celle di automazione, cosa che non abbiamo a che fare con UR. E tre, possiamo configurare i cobots UR per fare centinaia di cose diverse; sono altamente configurabili e sono facili da spostare. Quindi per noi era davvero l'unica soluzione."

Tool Gauge ha installato due cobots UR per affrontare applicazioni ripetitive e ad alto carico di lavoro in entrambi i suoi reparti di parti in metallo e plastica. Sul lato metallico, una parte lavorata in rame facilmente danneggiata veniva prodotta da un macchinista CNC completamente frequentato semplicemente per estrarre le parti dallo scivolo CNC, pulirle, risciacquarle, asciugarle e inscatolarle. Ora, le parti passano un sensore di prossimità che invia un segnale a un cobot UR3 per raccoglierle. Il cobot posiziona le parti in un bagno di risciacquo, quindi le tiene davanti a un'asciugatrice dove, dopo che sono cadute in singole celle di cartone.

Tool Gauge è stato in grado di utilizzare la procedura guidata di pallettizzazione integrata nel cobot UR per programmare facilmente il robot per far cadere ogni parte in una cella aperta nella scatola in un modello a griglia. "Quando abbiamo messo in atto il robot universale, abbiamo risparmiato $9.000 grazie al ridotto coinvolgimento del lavoro fin dal primo ordine, e prevediamo di eseguirlo più volte in futuro", afferma Lee, che non sta più sprecando il talento del suo macchinista, ma può farlo concentrare su progetti di valore superiore come l'installazione e la programmazione delle macchine CNC.

UR5 automatizza lo stampaggio a iniezione

UR5 automatizza lo stampaggio a iniezione

Nel reparto di stampaggio a iniezione, un robot UR5 viene utilizzato per un complesso gruppo di estrusione plastica, raccogliendo i tappi terminali per un pannello di plastica, spostandoli attraverso un erogatore di colla. Dopo la corretta erogazione della colla nel tappo terminale, l'UR5 posiziona il pezzo in un attuatore su un tavolo in cui il pezzo è bloccato. Un operatore quindi prende in consegna, ispeziona l'incollaggio e rimuove la parte. Questo compito richiedeva a quattro operatori di produrre circa duecento unità al giorno.

Tassi di scarto ridotti del 12%

Tassi di scarto ridotti del 12%

Ora, l'applicazione automatizzata richiede che un operatore lavori con il cobot UR5 per produrre quattrocento unità al giorno con tassi di scarto ridotti dal 15%ad appena il 3%. Secondo il CEO di Tool Gauge, Debbie Lee, l'azienda ha registrato ulteriori risparmi attraverso una diminuzione delle lesioni da movimento ripetitivo. "Abbiamo assistito a una riduzione delle richieste di lavoro e dell'industria nel nostro reparto di produzione, poiché la robotica si occupa di questi compiti monotoni", afferma.

Quella che pensavo sarebbe stata una delle operazioni di montaggio più difficili: usare un robot per applicare la colla su una superficie molto complessa - funziona molto, molto bene

Jim Lee, General manager, Tool Gauge

Chiave di programmazione semplice per principianti

Prima degli Universal Robots, l'ingegnere di produzione Ouzts aveva un'esperienza robotica minima, solo un po' di tempo al college utilizzando un robot SCARA tradizionale e non intuitivo. La facile esperienza di programmazione UR è stata un enorme vantaggio. "Quando sono passato a Universal Robots, la natura intuitiva dell'interfaccia utente grafica è ciò che mi ha davvero attirato", afferma. "Apprezzo davvero come tutti i termini del software siano in parole povere. Posso capirli molto più facilmente e sapere esattamente come funziona il codice dall'inizio alla fine, e ottengo un ottimo feedback positivo graficamente su ciò che le mie azioni causeranno al robot."

Un altro vantaggio degli Universal Robots è la facilità con cui è possibile collegare segnali di ingresso digitali e analogici a una centralina di controllo. Ouzts ha scoperto che utilizzare il sensore di prossimità era facile come collegare i fili a uno degli ingressi digitali da 12 volt, selezionarlo dalla schermata I/O sul telecomando Teach dell'UR3 e attendere un segnale dal sensore per dire al cobot quando è il momento di raccogliere una parte.

I dipendenti accolgono i colleghi cobot

Con i cobots UR, l'azienda è stata in grado di dimezzare il fabbisogno di 100 nuovi dipendenti, assumendo lavoratori per i lavori che desideravano. Lee dice: "Abbiamo scoperto che le persone che stavano facendo i lavori che il robot avrebbe fatto erano davvero felici di non dover più fare quei lavori. Penso che ordineremo molto di più perché alle persone piace lavorare accanto ai robot. Sono semplicemente fantastici, silenziosi e molto prevedibili in termini di ciò che producono e del numero di cose che possono fare. Se chiedi a tutti i nostri dipendenti se avrebbero dubbi sul lavorare accanto a un robot universale, sarebbe enfaticamente:"Assolutamente nessuno ".

ROI in meno di un anno

ROI in meno di un anno

Nel settore aerospaziale, dove la progettazione dei prodotti può rimanere invariata per venti o trent' anni, le aspettative di rendimento degli investimenti di capitale sono più lunghe di molte altre industrie. Lee inizialmente pensava che un ritorno di tre o quattro anni sull'investimento nel robot sarebbe stato positivo. È rimasto piacevolmente sorpreso dagli Universal Robots, vedendo il ritorno previsto per entrambi i robot sotto un anno. "Ne siamo molto entusiasti", afferma.

Automazione mobile e flessibile

Automazione mobile e flessibile

La capacità dei cobots di essere facilmente spostati e riprogrammati per ulteriori processi, con facili cambi di utensili a fine braccio, consente a Tool Gauge di esaminare un'ampia gamma di attività in cui i vantaggi dei cobot possono migliorare i processi e l'output. Ad esempio, i robot tradizionali sulle macchine per lo stampaggio a iniezione potrebbero essere sostituiti da cobots e i cobots potrebbero occuparsi di presse e altre attività di lavorazione, nonché dell'assemblaggio finale.

I cobot diventeranno parte della strategia futura

I cobot diventeranno parte della strategia futura

L'ingegnere Ouzts non vede l'ora che i cobots UR assumano ulteriori lavori ad alto volume, tra cui uno per la rivettatura e il montaggio. "Una parte in particolare richiede l'installazione di venti rivetti e, poiché è un volume così elevato, abbiamo immediatamente visto un'applicazione per un robot proprio lì", afferma.

Una piacevole aggiunta

Una piacevole aggiunta

Ouzts sembra un po' sorpreso mentre spiega quanto gli piaccia lavorare con i robot. "È bello far parte del futuro", dice. "È certamente la direzione in cui si sta dirigendo la maggior parte della produzione, e mi piace vedere i volti di tutti gli altri illuminarsi quando lo vedono in funzione".

Sfide di automazione risolte:

  • Competitività globale assicurata in un mercato del lavoro ristretto
  • Personale di alto valore liberato per concentrarsi su compiti qualificati
  • Lavori ergonomicamente sfavorevoli ora automatizzati
  • Fabbisogno di personale dimezzato
  • Capacità di automatizzare senza gabbia di sicurezza, consentendo ai lavoratori di operare fianco a fianco
  • Zero manutenzioni senza fermi macchina o interruzioni del ciclo di lavorazione

Fattori chiave del valore:

  • ROI inferiore a 12 mesi
  • Costo del lavoro ridotto del 75%
  • Produzione raddoppiata
  • Tasso di scarto ridotto dal quindici al tre per cento
  • Capacità di seguire in modo ripetibile il percorso utensile per l'erogazione della colla
  • Programmazione semplice, collaborativa e sicura
  • Possibilità di interfacciarsi facilmente con periferiche come sensori

Compiti risolti da robot collaborativi:

  • Prelievo e posizionamento di parti estruse in plastica per l'erogazione della colla
  • Movimentazione parti risciacquo e asciugatura

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Migliaia di aziende si affidano ai robot collaborativi per...

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  • Migliorare il benessere e la fidelizzazione dei dipendenti
  • Far fronte alla carenza di manodopera