Waarom machinebelading steeds vaker wordt overgelaten aan cobots

Machinebelading is een van de taken die erg geschikt zijn voor robotautomatisering. Het is saai en vaak vuil werk en bovendien kan het gevaarlijk zijn. Niet zo verrassend dus, dat machinebelading de laatste jaren steeds vaker aan cobots wordt overgelaten.

En nu fabrikanten door COVID-19 tegenover unieke uitdagingen komen te staan – van plotselinge veranderingen in productielijnen tot de introductie van social-distancingmaatregelen – maakt de mobiliteit en het gebruiksgemak van cobots ze nog aantrekkelijker. In een productieomgeving zijn er veel taken die onder de categorie ‘machinebelading’ vallen – waarbij een apparaatde hulp van een medewerker nodig heeft om een taak af te ronden.

Over het algemeen komen alle taken die op deze manier zijn te omschrijven in aanmerking voor automatisering met een cobot. Meestal is de belangrijkste reden hiervoor het verhogen van de productiviteit. Toch komt er meer bij kijken.

Zo is het door de hoge kapitaalkosten van CNC-machines van groot belang dat de machines zo veel mogelijk geladen blijven en draaiende zijn. Cobots kunnen alle of delen van de gebruikelijke beladingsstappen van de CNC-machine overnemen: materiaal in de machine plaatsen, de deur sluiten, de machine activeren, de deur openen als de machine klaar is en het voltooide onderdeel eruit halen.

Het automatiseren van machinebeladingstaken met cobots biedt ook medewerkers belangrijke voordelen. De ingebouwde veiligheidssystemen van cobots nemen – na een risicobeoordeling – de behoefte aan veiligheidsschermen weg. Daarnaast verlagen cobots het risico op verwondingen of blessures door mensen weg te houden bij bijvoorbeeld bewegende machineonderdelen. Bovendien vergroot de bediening door cobots de medewerkerstevredenheid, omdat ze bijvoorbeeld niet langer CNC-machines, spuitgietmachines of afkantpersen hoeven te beladen.

Cobots hoeven slechts één keer per product, proces en machine te worden getraind. Dit leidt tot een hogere productie en consistente productkwaliteit. Dit resulteert weer in lagere productkosten voor de eindklant.

Herhalingsgraad tot 30 micron zorgt voor hoge precisie

De combinatie van verhoogde productiviteit en medewerkerstevredenheid, samen met de flexibiliteit van cobots en een snelle ROI, maken dat cobots voor een groot aantal verschillende machinebeladingstaken zijn in te zetten.Zo waren voorToolcraft Inc. de herhalingsgraad tot 30 micron en ingebouwde kracht-/koppelmeting van de e-serie-cobots van Universal Robots doorslaggevende redenen om een UR5e te installeren. De cobot wordt ingezet voor een uitdagende, beladingstaak van een CNC-machine die bestaat uit drie stappen en vraagt om hoge precisie.

Het onderdeel dat wordt geproduceerd in Toolcraft’s CNC-machinecyclus,die wordt geladen door de UR5e,is een multi-threadedcomponent van een medisch hulpmiddel. Dit component vraagt om een zeer nauwkeurige beladingstaak in de CNC-machine, bestaande uit drie stappen.

Volgens Steve Wittenberg, director of operations van Toolcraft, waren de resultaten verrassend goed: “We gingen van de productie van 255 onderdelen per week naar 370 onderdelen per week. Daarnaast ronden we onze jaarlijkse productie nu zeven weken eerder af. Daardoor maken we de machine vrij om onderdelen te produceren voor andere opdrachten.”

Geen bedrijf is te klein (en geen machinebeladingstaak te gespecialiseerd) om te profiteren van cobot-technologie. Zo beladen de UR5-cobots van Nichrominox, een familiebedrijf in Lyon, Frankrijk, de vouw- en CNC-machines die betrokken zijn bij de productie van tandheelkundige apparatuur. Volgens Éric Lefrancq-lumiere, General Manager van Nichrominox, resulteerde de installatie van de cobots direct in een 10 procent hogere productie.

Nichrominox koos een UR5 voor machinebeladingstaken in de productie van tandheelkundige apparatuur.

Het in de VS gevestigde Dynamic Group wendde zich tot UR10-cobots om problemen rondom productconsistentie van zijn spuitgietmachine op te lossen. De high mix/low volume-productieprocessen van het bedrijf waren een perfecte match met de UR10 en de investering in de cobots was binnen twee maanden terugverdiend.

Joe McGillivray, CEO van Dynamic Group: “De UR10-robotarm voorzag ons van een zeer consistente cyclus. We gingen van drie operators in één shift naar drie shifts per dag met slechts één operator per shift. Op die manier verviervoudigden we onze productiecapaciteit en houden we nu amper restmateriaal over. Voor ons is dit een zeer succesvolle toepassing.”

De UR-cobot installeren op zijn mobiele basis draagt bij aan de snelheid en flexibiliteit van automatiseringsoplossingen binnen de productiefaciliteit van Dynamic Group.

Met de unieke communicatiebehoeften van spuitgietmachines in het achterhoofd, introduceerde Universal Robots onlangs de Injection Molding Machine Interface(IMMI) voor snelle en eenvoudige communicatie tussen de e-serie-cobots en spuitgietmachines. IMMI ondersteunt machines met communicatie-interfaces van EUROMAP 67 en SPI AN-146.

UR+ Application Kits voor machinebelading

Voor een out-of-the-box oplossing zonder programmeringscomplexiteit en de kosten die met traditionele automatisering van machinebelading gepaard gaan, is de mobiele CNC Mill Application Kit van VersaBuilt een uitkomst. Het CNC Application Program van het systeem helpt eindgebruikers in een mum van tijd op te starten door configuratiedata van onderdelen in te voeren, zoals onderdeelbreedte, -lengte en -hoogte. Hierdoor is complexe en specifieke programmering overbodig. Bovendien maakt de MultiGrip, het Machineable Jaws and Vise-systeem van VersaBuilt, het integreren van nieuwe onderdelen snel en eenvoudig.

Al Youngwerth, oprichter en CEO van VersaBuilt: “Wat UR-cobots voor ons zo aantrekkelijk maakt, is dat er geen integrator nodig is om ze te installeren en te gebruiken. Ze zijn ontworpen om gebruikt te worden door eindgebruikers. Bovendien moeten er experts ingevlogen worden als er een probleem is met een traditionele industriële robot, wat zorgt voor meer downtime en kosten. Met UR-cobots is dit niet het geval.

Het cobot-servicemodel is aanzienlijk beter dan het servicemodel voor traditionele industriële robots. Dit soort robots is vaak ontworpen voor zeer waardevolle, specifieke toepassingen, maar is niet erg geschikt voor typische eindgebruikertoepassingen. Robots die eenvoudig te servicen zijn, zoals de robots van UR, vormen een veel betere oplossing voor highmix-productieomgevingen."

De Robot2CNC Communication Kit van VersaBuilt is ontworpen om Universal Robots op eenvoudige wijze machineprogramma’s te laten uitvoeren die staan opgeslagen op een Haas-CNC. Tegelijkertijd waarborgt de Communication Kit alle CNC-veiligheids- en uitvoeringsfuncties. Deze kit is los verkrijgbaar via het UR+ecosysteem.

De ActiNav Kit van Universal Robots is een krachtige machinebeladingsoplossing die geen programmeringservaring vereist. Dit is een belangrijke feature voor fabrikanten die, met het oog op COVID-19, snel en goedkoop willen automatiseren. ActiNav is speciaal ontworpen om te voorzien in zelfstandige bin picking voor machinebeladingstoepassingen. De oplossing is direct gebruiksklaar. De installatie is intuïtief, met een combinatie van handsturing en een simpele wizard van zes stappen die volledig geïntegreerd is met de UR-trainingsmodules.

ActiNav en VersaBuilt zijn momenteel alleen beschikbaar in Amerika. Binnenkort komen deze, en andere UR+ Application Kit-oplossingen voor machinebelading, beschikbaar in andere regio’s.