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코봇이 자율 빈 피킹을 처리합니다.

Allied Moulded Products Inc.

요약

Allied Moulded는 비금속 전기 박스 및 인클로저를 제조하는 풀 서비스 성형 작업입니다. 노동력 부족으로 인해 심각한 문제에 직면한 오하이오에 본사를 둔 이 회사는 중요한 빈 피킹 애플리케이션을 자동화하기 위해 유니버설 로봇 (Universal Robots) 의 새로운 ActiNav 시스템을 선택했습니다. 이 배치를 통해 Allied Moulded는 초과 근무 비용을 줄이고 기존 근로자를보다 인체 공학적 작업으로 이동하며 생산 프로세스의 일관성을 향상시킬 수있었습니다.

오하이오의 제조 부문에서 활동하는 많은 기업과 마찬가지로, 연합군은 어려운 노동 시장 상황으로 인해 개방형 포지션을 채우는 데 어려움을 겪었습니다. 동시에, 회사는 반복적이고 인체 공학적으로 불친절한 빈 피킹 작업을 제거하여 작업자의 안전을 개선하고자 했습니다. 제조 지원 부서의 톰 칼라일 (Tom Carlisle) 매니저는 품질 개선이 자동화를 모색하는 결정에 동기를 부여하는 요인이기도 했다고 설명합니다. "자동화를 찾을 때 반복성을 찾습니다. 기계를 로딩하고 언로딩하는 데 더 일관성이 있는 경우 품질을 더 잘 제어할 수 있습니다.

제조 엔지니어 기술자인 네이트 길버트 (Nate Gilbert) 는" 빈 피킹 애플리케이션에 수동 노동을 사용하면 일관성 없는 결과를 얻을 수 있다 "며" 수동 노동의 가장 큰 어려움 중 하나는 피곤해지고 하루가 끝날 무렵에는 생산이 감소한다는 것입니다. 반면 로봇을 사용하면 항상 일관된 출력을 기대할 수 있습니다. ”

당면 과제

코로나19 팬데믹으로 인해 회사의 육체 노동력에 대한 우려가 한층 더 커졌습니다. Carlisle은" 전담 직원이 통제할 수 없는 이유로 언제든지 여기에 오지 않을 위험이 있습니다. "라고 말합니다.“ 따라서 이러한 프로세스를 계속 실행할 수 있는 방법이 필요했습니다.

길버트 (Gilbert) 는 "연합군이 빈 피킹 자동화를 처음 연구했을 때, 이 기술은" 우리가 필요로 하는 곳에 없었다 "고 말합니다." 경비가 너무 침입적이었고, 그 지역에 작업자를 두어야 할 때 어려움을 겪게 될 것입니다. Allied의 바닥 공간은 이미 상당히 제한되어 있으며, 로봇을 수용하기 위해 더 많은 경비를 투입해야 한다는 생각은 처음에 우리를 뒤로 물러나게 했던 것 중 하나였습니다. 그러나 협업 로봇이 직원들 주위에서 안전하기 때문에 우리는 그것이 좋은 방법이라고 느꼈습니다. "

Allied Moulded Products Inc.

산업 Plastic and Polymers
나라 United States
직원 수 100-500
사용된 코봇 UR10
UR10e 코봇 (cobot) 이 오랫동안 "로봇 공학의 성배" 로 여겨졌던 자율 빈 피킹 (autonomous bin picking) 을 어떻게 처리하는지 지켜보세요.

솔루션

Allied Moulded의 협업 로봇 (또는 cobots) 에 대한 관심은 UR (Universal Robots) 의 cobots 배포에 성공한 인근 공장을 방문한 후 촉발되었습니다.

그런 다음 연합군은 무역 박람회에서 UR을 보았고, 결국 UR의 수상 경력에 빛나는 자율 빈 피킹 키트를 배포했습니다. 이 키트는 비전 처리, 충돌 없는 모션 계획 및 자율 실시간 로봇 제어를 동시에 처리하는 유연하고 사용하기 쉬운 자동 빈 피킹 솔루션입니다.

"ActiNav는 여러 가지 추가적인 장애물을 만들지 않고도 사용 가능한 공간에 들어갈 수 있다고 확신한 최초의 시스템이었습니다. 쓰레기통에서 컨베이어로 부품을 고르는 것의 단순함만으로도 우리가 찾고 있던 것이었고, ActiNav는 그 수요를 충족시키는 것처럼 보였습니다." 라고 Gilbert는 말합니다. ActiNav는 부품 포지셔닝에 자주 사용되는 진동 피더를 크게 개선했습니다.

간편한 프로그래밍 및 배포

간편한 프로그래밍 및 배포

Allied Moulded는 전통적인 자동화에 대한 경험이 있지만, cobot 배포는 "완전히 새로운 경험" 이라고 Nathan Wells 유지보수 그룹 리드는 말합니다. "케이지할 필요가 없고 작업을 수행하는 동안 걸어다닐 수 있는 것을 보는 것은 정말 흥미로웠습니다. 프로그래밍에 관해서는, 이것은 아마도 제가 프로그래밍해야 했던 가장 쉬운 로봇 중 하나였을 것입니다. 특정 숫자를 넣거나 그런 것을 넣을 필요가 없습니다. 제자리에 옮기고 몇 개의 버튼을 누르면 프로그램이 있습니다."

데이터 공급 및 BIN 티칭 프로세스

데이터 공급 및 BIN 티칭 프로세스

부품 인식을 위해 ActiNav에 데이터를 공급하는 것은 똑같이 고통이 없는 프로세스입니다. Wells는 다음과 같이 말합니다. “우리는 제품의 CAD 파일을 사용하여 ActiNav에 로드하고 이를 사용하여 빈에서 부품을 등록했습니다. 로딩이 매우 쉬웠습니다. USB에 넣고 컨트롤러에 꽂기만 하면 됩니다.”

한편, 쓰레기통을 가르치는 것도 매우 간단했습니다. “우리는 쓰레기통의 각 부분에 로봇을 만지기만 하면 됩니다. 그 중 몇 가지를 수행하면 ActiNav가 빈 자체를 학습합니다. 설치 첫날 이후 프로그래밍을 실제로 수행하는 방법을 배우는 데 약간의 변화가 필요했고, 그 후 우리는 스스로 잘할 수 있었습니다.”

간단히 말해서, 쓰레기통에서 컨베이어로 부품을 고르는 것이 우리가 찾고 있던 것입니다.

Nate Gilbert, Manufacturing engineer technician, Allied Moulded Products Inc.

빈 피킹 사이클

이 프로세스는 재고 처리기가 전체 부품 상자를 쓰레기통에 내리는 것으로 시작됩니다. 활성화되면 덤프스터가 기울어져 ActiNav 빈에 부품을 덤프합니다. ActiNav는 한 부분 (이 경우 압출 유리 섬유 전기 정션 박스 하우징) 을 집어 좁고 난간이 있는 컨베이어에 적절한 방향으로 배치합니다.

올바른 배치가 중요하다고 Carlisle은 설명합니다. “기계가 수행하는 2차 작업으로 인해 부품을 기계에서 특정 순서로 배치해야 합니다. 부품을 잘못 배치하면 부품을 거부해야 하므로 해당 부품의 모든 인건비와 자재를 잃게 됩니다.” 컨베이어는 여러 스테이션이 있는 회전 테이블이 있는 작은 케이지형 작업 셀로 부품을 가져옵니다. 각 스테이션에는 컵에 적용되는 제작 요소가 있으며 결국 완성된 부품을 큰 쓰레기통에 버리는 아웃 컨베이어가 있습니다. 그 과정에서 ActiNav는 자율적으로 몇 가지 결정을 내려야 합니다. 어느 부분을 선택해야 하는지, 올바른 방향으로 배치하는 방법, 잘못된 부분을 식별하는 방법, 제쳐두고 주요 작업을 계속해야 합니다.

휴지통을 가득 채우면 ActiNav는 작업자의 개입 없이 하루 종일 작업할 수 있습니다. Gilbert는 다음과 같이 말합니다. “방향에 관계없이 휴지통에서 부품을 꺼내 기계에 올바르게 배치하는 로봇의 기능에 깊은 인상을 받았습니다. 그런 작업은 일반적으로 로봇이 설정하기가 매우 어렵습니다. 우리는 오퍼레이터가 그렇게 할 수 있다고 확신하지만, 로봇이 그렇게 하도록 하고 그 상황에서 직접 노동을 사용하지 않아도 된다는 것은 큰 이점이었습니다."

울타리가 없는 자동화를 통해 인간과 로봇의 협업 가능

울타리가 없는 자동화를 통해 인간과 로봇의 협업 가능

전통적인 자동화는 잠재적인 부상으로부터 작업자를 보호하기 위해 매트, 울타리 및 인클로저가 필요하지만, 이로 인해 일부 작업을 자동화하는 데 "사무실 크기" 가 필요할 수 있다고 Carlisle은 말합니다. 반면에 cobots 는 사람들과 가까운 거리에서 작동하도록 설계되었습니다. "이렇게 하면 로봇을 배치할 위치에 대한 유연성을 가질 수 있습니다.\ [및] 이를 통해 상호 작용할 수 있습니다. 어려움이 있고 오류를 해결해야 하는 경우, 접근을 위해 거쳐야 하는 큰 절차가 없습니다. 그리고 그것은 바닥에 있는 개인이 접근할 수 없는 것처럼 보이지 않기 때문에 더 수용할 수 있게 해줍니다. 개방된 곳에 바로 있습니다."

거북이와 토끼

거북이와 토끼

ActiNav는 점심, 담배 또는 욕실 휴식을 취하지 않으며 항상 일을 위해 나타납니다. 칼라일은 다음과 같이 말합니다. "거북이와 토끼와 같습니다. ActiNav는 일관성이 있습니다. 항상 거기에 있으며, 파트를 씌웁니다. 인간 작업자는 더 빠를 수 있지만 휴식을 취해야 할 필요성에 의해 일관성이 영향을 받을 수 있습니다. 하루가 끝나면 ActiNav의 제품 총량은 작업자보다 같아야하지만 항상 움직이는 피로감과 수동 손재주가 없어야합니다." ActiNav를 배치함으로써 Allied Moulded의 운영자는 시스템의 트레이너 및 멘토가 되어 미래의 자동화 프로젝트를 위한 설계 아이디어를 제공할 수 있게 되었습니다. Carlisle은 "일상적이고 안전하지 않은 작업을 많이 수행하고 더 안전하게 하기 위해 자동화를 도입함에 따라 작업자는 우리가 보유한 가장 큰 자산이며 다음 세대의 직원을 위한 최고의 트레이너가 됩니다." 라고 말합니다.

딥 빈에서 정확도 픽 활성화

딥 빈에서 정확도 픽 활성화

Allied Moulded의 유지 보수 그룹 책임자인 Nate Wells는 "ActiNav는 쓰레기통에서 바로 꺼낼 수 있으며 부품이 어디로 향하는지는 중요하지 않습니다." 라고 말합니다. ActiNav의 고해상도 센서와 CAD 매칭은 어수선하고 깊은 쓰레기통에서도 높은 정확도를 제공합니다. ActiNav Kit의 Autonomous Motion Module은 매번 부품이 고정부에 동일한 방식으로 배치되도록 보장하는 로봇 포즈를 선택하여 정확한 픽과 부품 지향 배치를 제공합니다.

전체 교대 근무를 위한 러닝

전체 교대 근무를 위한 러닝

Allied Moulded의 제조 지원 부서 관리자인 Tom Carlisle은 "ActiNav는 작동할 수 있는 부품이 있는 전체 교대 근무에 대해 거의 실행됩니다." 라고 말합니다. “1만 개 분량의 주문이 있다고 가정해 보겠습니다.”

직관적인 프로그래밍

직관적인 프로그래밍

ActiNav 프로그래밍은 UR 티치 펜던트와 완벽하게 통합되어 있어 직관적이고 쉽습니다. Allied Moulded의 유지 보수 그룹 책임자 인 Nate Wells는 "10 분이 모두 걸렸습니다" 라고 조정합니다. “지금까지 해본 프로그래밍 중 가장 쉬웠습니다." ActiNav는 2020 LEAP Awards에서 산업 자동화 부문에서 금상을 수상했습니다. LEAP (Leadership in Engineering Achievement Program) 어워드는 디자인 엔지니어링 분야에서 가장 혁신적이고 진취적인 제품을 선정하는 상입니다.

해결된 자동화 과제:

  • 안전하고 협업적인 자동화를 사용하여 반복되는 빈 피킹 작업 대체
  • 협소한 공간에 배치
  • 인간과 로봇의 긴밀한 협업

핵심 가치 동인:

  • 빈 피킹 일관성 개선
  • 직원들이 더 흥미로운 작업을 할 수
  • 있도록 여유를 줌 적은 설치 공간
  • 작업자 배포의 유연성 증가
  • 협업적이고 안전함
  • 프로그래밍이 용이함

협동 로봇이 해결하는 과제

  • UR cobot 은 깊은 쓰레기통에서 쓰레기통을 선별하는 작업을 자율적으로 처리합니다.

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