Si bien Allied Moulded tenía experiencia con la automatización tradicional, implementar un cobot fue "una experiencia completamente nueva", dice el líder del grupo de mantenimiento, Nathan Wells: "Fue realmente emocionante ver algo que no necesitaba ser enjaulado, y que podía caminar mientras hacía su trabajo. Cuando se trata de programación, este fue probablemente uno de los robots más fáciles que he tenido que programar. Realmente no tienes que tener ningún número específico para poner, ni nada de eso; solo tienes que moverlo en su lugar, presionar algunos botones y ahí tienes, ahí está el programa".
Cobots manejan la recolección autónoma de contenedores
Allied Moulded Products Inc.
En resumen
Allied Moulded es una operación de moldeo de servicio completo que fabrica cajas y carcasas eléctricas no metálicas. Frente a importantes desafíos debido a la escasez de mano de obra, la empresa con sede en Ohio eligió el nuevo sistema ActiNav de Universal Robots para automatizar una importante aplicación de recolección de contenedores. La implementación permitió a Allied Moulded reducir los gastos de horas extras, trasladar a los trabajadores existentes a tareas más ergonómicas y mejorar la consistencia en el proceso de producción.
Al igual que muchas empresas que operan en el sector manufacturero de Ohio, Allied se ha enfrentado a desafíos para cubrir puestos vacantes debido a las difíciles condiciones del mercado laboral. Al mismo tiempo, la empresa quería mejorar la seguridad de los trabajadores eliminando las tareas repetitivas y ergonómicamente poco amigables de recolección de contenedores. La mejora de la Calidad también fue un factor motivador en la decisión de explorar la automatización, explica el gerente del departamento de soporte de fabricación, Tom Carlisle: "Cuando se busca automatización, se busca la repetitividad. Usted tiene un mejor control sobre su calidad si tiene más consistencia con las máquinas de carga y descarga."
El uso de mano de obra en aplicaciones de recolección de contenedores produce resultados inconsistentes, agrega el técnico ingeniero de fabricación, Nate Gilbert: "Uno de los mayores desafíos con el trabajo manual es que se cansan y hacia el final del día, la producción disminuiría; mientras que con un robot, siempre se puede contar con una producción consistente."
El desafío La
pandemia de COVID-19 añadió otra capa de preocupación con respecto a la fuerza laboral manual de la empresa. "Podríamos arriesgarnos a que el personal dedicado en cualquier momento no estuviera aquí por razones fuera de su control", dice Carlisle. "Así que necesitábamos una forma de mantener esos procesos en funcionamiento."
Cuando Allied investigó por primera vez la automatización de la recolección de contenedores, la tecnología "simplemente no estaba donde necesitábamos que estuviera", dice Gilbert: "La protección era demasiado intrusiva, y eso iba a dificultar cuando necesitáramos tener un operador en esa área. El espacio aquí en Allied ya es bastante limitado, y la idea de tener que poner más vigilancia para acomodar a un robot fue una de las cosas que nos detuvo inicialmente; pero con los robots colaborativos seguros alrededor de los empleados, sentimos que era una gran manera de hacerlo".
Allied Moulded Products Inc.
Industria Plastic and Polymers
País United States
Número de empleados 100-500
Cobots utilizados UR10
La solución
El interés de Allied Moulded en los robots colaborativos, o cobots, surgió después de un viaje a una fábrica cercana que había implementado con éxito cobots de Universal Robots (UR).
Luego, Allied vio a UR en una feria comercial que finalmente condujo al despliegue del galardonado kit autónomo de recolección de contenedores de UR: una solución flexible, fácil de usar y automatizada de recolección de contenedores que maneja sincrónicamente el procesamiento de la visión, la planificación de movimientos sin colisiones y el control autónomo de robots en tiempo real.
"ActiNav fue el primer sistema en el que estábamos seguros de que podríamos entrar en el espacio disponible sin crear un montón de obstáculos adicionales. Lo que realmente buscábamos era la simplicidad de sacar las piezas del contenedor y colocarlas en el transportador, y ActiNav parecía satisfacer esa demanda", dice Gilbert, y señala que ActiNav constituye una mejora importante para los alimentadores vibratorios que se utilizan a menudo para el posicionamiento de piezas.
Programación sencilla e implementación
Proceso de alimentación de datos y enseñanza de contenedores
Alimentar a ActiNav los datos para el reconocimiento de piezas es un proceso igualmente indoloro, dice Wells: "Utilizamos un archivo CAD del producto, lo cargamos en el ActiNav y lo tomamos y lo usamos para registrar piezas fuera del contenedor. Fue muy fácil de cargar. Simplemente lo pones en un USB y lo conectas al controlador."
Mientras tanto, enseñar el contenedor también fue muy sencillo: "Simplemente tocamos el robot en cada parte del contenedor. Haces algunos puntos de eso, y ActiNav aprende el contenedor en sí. Diría que después del primer día de configuración, tal vez se necesitó un cambio para aprender a hacer la programación, y después de eso, fuimos buenos por nuestra cuenta".
Nate Gilbert, Manufacturing engineer technician, Allied Moulded Products Inc.Solo la simplicidad de la misma, recoger piezas del contenedor y colocarlas en el transportador es lo que realmente estábamos buscando.
El ciclo de recolección de contenedores
El proceso comienza con los manipuladores de stock descargando una caja llena de piezas en un contenedor de basura. Una vez activado, el contenedor de basura se inclina para volcar sus piezas en el contenedor ActiNav. ActiNav recoge una parte, en este caso, una carcasa de caja de conexiones eléctricas de fibra de vidrio extruida, y la coloca en la orientación adecuada sobre un transportador estrecho con rieles.
La colocación correcta es crucial, explica Carlisle: "La pieza debe colocarse en un orden particular en la máquina debido a las operaciones secundarias que realiza la máquina. Si la pieza se coloca incorrectamente, tendría que rechazar eso, por lo que ha perdido toda la mano de obra y los materiales de esa pieza" El transportador lleva las piezas a una pequeña celda de trabajo enjaulada que tiene una mesa giratoria con múltiples estaciones. En cada estación, hay un elemento de fabricación que se aplica a la taza y, finalmente, hay un transportador de salida que descarga las piezas terminadas en un contenedor grande. En el camino, señala Carlisle, ActiNav tiene que tomar algunas decisiones de forma autónoma: qué parte elegir, cómo colocarla en la orientación correcta y cómo identificar las partes incorrectas, dejarlas de lado y continuar con su tarea principal.
Si el contenedor se mantiene lleno, ActiNav puede pasar todo el día sin la intervención del operador, dice Gilbert: "Me ha impresionado bastante la capacidad del robot para recoger nuestras piezas del contenedor, sin importar la orientación, y colocarlas en la máquina correctamente. Una tarea como esa suele ser bastante difícil de configurar para un robot. Estamos bastante seguros de que un operador lo hará; pero hacer que el robot lo haga y no tener que usar mano de obra directa en esa situación ha sido un gran beneficio".
La automatización sin vallas permite la colaboración entre humanos y robots
La automatización tradicional requiere esteras, cercas y recintos para proteger a los trabajadores de posibles lesiones, pero esto puede llevar a que se requieran jaulas "del tamaño de una oficina" para automatizar algunas tareas, señala Carlisle, mientras que los cobots están diseñados para operar cerca de las personas: "Esto le permite tener flexibilidad de dónde va a colocar el robot [y] le permite interactuar con él: si hay dificultades y necesita ir y eliminar un error, no hay un gran procedimiento por el que tenga que pasar para obtener acceso. Y lo hace más aceptable para las personas en el piso porque no parece inaccesible para ellos; está ahí mismo al aire libre".
La tortuga y la liebre
ActiNav no toma ningún almuerzo, cigarrillo o descanso para ir al baño y siempre se presenta al trabajo, señala Carlisle: "Es como la tortuga y la liebre. ActiNav es consistente. Siempre está ahí, poniéndose la pieza. Un operador humano puede ser más rápido, pero su consistencia puede verse afectada por la necesidad de tomar descansos. Al final del día, la cantidad total de producto debería ser la misma, si no mejor, con ActiNav que con un operador humano; pero sin la fatiga y la destreza manual de moverse todo el tiempo." La implementación de ActiNav ha permitido a los operadores de Allied Moulded mejorar sus habilidades, convertirse en capacitadores y mentores del sistema y aportar ideas de diseño para futuros proyectos de automatización. "A medida que incorporamos la automatización para realizar muchas de las tareas mundanas e inseguras, y para estar más seguros, nuestros operadores son el activo más grande que tenemos y son los mejores capacitadores para su próxima generación de empleados", dice Carlisle.
Permite selecciones de precisión en contenedores profundos
"ActiNav puede elegir directamente de un contenedor, y no importa dónde estén orientadas las piezas", dice Nate Wells, líder del grupo de mantenimiento en Allied Moulded. El sensor de alta resolución y la coincidencia CAD de ActiNav permiten selecciones de alta precisión incluso en contenedores desordenados y profundos. El módulo de movimiento autónomo del kit ActiNav selecciona una pose de robot que garantiza que la pieza se coloque de la misma manera en un accesorio cada vez, proporcionando una selección precisa y una colocación orientada a la pieza
Se ejecuta durante todo el turno
"ActiNav funciona prácticamente durante todos los turnos que tenemos piezas disponibles para que funcione", dice Tom Carlisle, gerente del departamento de soporte de fabricación de Allied Moulded. "Digamos que tiene un pedido de 10.000 piezas, se ejecutaría durante ese período de tiempo".
Programación intuitiva
Programar ActiNav es intuitivo y fácil gracias a la integración completa con el colgante UR Teach. Hacer ajustes "tomó diez minutos", dice Nate Wells, líder del grupo de mantenimiento en Allied Moulded. "Esa es, con mucho, la programación más fácil que he hecho." ActiNav se llevó el Oro en la categoría de Automatización Industrial en los Premios LEAP 2020. Los premios LEAP (Leadership in Engineering Achievement Program) celebran los productos más innovadores y con visión de futuro que sirven al espacio de la ingeniería de diseño.
Retos de automatización resueltos:
Reemplazó las tareas repetitivas de selección de contenedores mediante una automatización segura y colaborativa Desplegado en un espacio reducido Colaboración entre humanos y robots
Impulsores clave del valor:
Mejora de la consistencia en la recolección de contenedores Empleados liberados para tareas más interesantes Huella pequeña Mayor flexibilidad en el despliegue de trabajadores Colaborativo y seguro Fácil de programar
Tareas resueltas por robots colaborativos
El cobot de UR maneja de forma autónoma las tareas de recolección de contenedores desde contenedores profundos
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