Formierka wtryskowa osiąga 400% wzrost produktywności dzięki zastosowaniu wszechstronnych cobots

AIM Processing

Obejrzyj uzasadnienie biznesowe Zobacz, jak to zrobili

W skrócie

Tace do układania w stosy, zbieranie części z przenośników i obsługa maszyn to tylko niektóre z wielu żmudnych zadań, które AIM Processing ma teraz roboty współpracujące z Universal Robots (UR). W obliczu niedoborów siły roboczej, formierka wtryskowa Colorado chciała wszechstronnego rozwiązania automatyzacji, które można szybko przenosić między stacjami roboczymi, aby poradzić sobie z wieloma zadaniami w warunkach wysokiej mieszanki/niskiej objętości. Odpowiedzią była platforma mobilna z cobot UR5e wyposażona w Flexx Reference, funkcję, która umożliwia zmianę przeznaczenia cobot w ciągu kilku minut, zapewniając czterokrotny wzrost produktywności przy zwrocie z inwestycji krótszym niż 15 tygodni.

Transformacja biznesowa

AIM Processing produkuje ponad 1300 różnych części dla ponad 100 różnych klientów w różnych branżach. „Każdy dzień jest tu nowy, ponieważ przez długi czas skonfigurowano bardzo niewiele serii produkcyjnych” - mówi właściciel Jon Gelston, który również stawił czoła niezwykle rzadkiemu rynkowi pracy. „To naprawdę skłoniło nas do przyjrzenia się automatyzacji, znalezienia sposobów na zwiększenie wydajności i kontrolę kosztów” - mówi Gelston, który zaczął szukać wszechstronnego i modułowego rozwiązania automatyzacji. Jego zespół natknął się na Universal Robots na targach kilka lat wcześniej. „Uderzyło nas to jako coś, co miało potencjał do pracy w naszym środowisku” - mówi właściciel AIM Processing, który kupił cobot UR5e.

AIM Processing

Branża Plastic & Polymers

Kraj United States

Liczba pracowników 54

Użyte coboty UR5e

Od naszej pierwszej aplikacji cobot znacznie przekroczył nasze oczekiwania pod względem wzrostu produktywności.

Jon Gelston, Owner, AIM Processing

Wyzwanie, jakim jest przenoszenie cobot między aplikacjami

„Kiedy już ją uruchomiliśmy, była to piękna rzecz i chcieliśmy przesuwać robota między aplikacjami” - mówi Gelston. „Wyzwaniem było jednak następnym razem, gdy będziemy go konfigurować i cały czas będziemy musieli poświęcać na ponowne uczenie punktów, przez które porusza się robot w wolnej przestrzeni” - wyjaśnia, podkreślając, że w niektórych punktach konieczna była dokładność do 0,5 mm. „Jedną rzeczą jest uruchomienie czegoś raz, ale bez dedykowanej linii produkcyjnej i UR5e zablokowanego w dokładnej pozycji, jak moglibyśmy to ponownie ustawić?”

Aplikacje

Jednym z zastosowań jest na przykład pobieranie i umieszczanie tacek UR5e przed kartezjańskim robotem, który paletyzuje małe części do przegródek na tacy. Firma nie mogła po prostu uruchomić zapisanego programu używanego wcześniej dla tej samej aplikacji, ponieważ pozycja robota nadal mogła być nieco nieprawidłowa - co spowodowało, że cała aplikacja nie była zsynchronizowana.

Co ujawniła prezentacja

Firma zadzwoniła do Setha Leinbacha, inżyniera sprzedaży z lokalnym dystrybutorem cobot UR, In-Position Technologies, który przeprowadził obchód fabryki z Gelston. „Przyjrzeliśmy się kilku aplikacjom i żadna nie była wystarczająco duża, aby uzasadnić dedykowaną komórkę robota” - mówi Leinbach. „Jon miał również wiele pytań, jak zmienić przeznaczenie robota i jak dopasować układy współrzędnych UR do wtryskarki, i od razu pomyślałem, że idealnie pasuje do rozwiązania UR+ firmy Flexxbotics o nazwie Flexx Reference”.

Roztwór referencyjny Flexx

Aby upewnić się, że cobot jest ustawiony dokładnie tak samo za każdym razem, gdy wraca do aplikacji, AIM Processing korzysta z rozwiązania Flexx Reference firmy Flexxbotics. Podczas umieszczania cobot w zespole blokady Flexx Reference, 6-stopniowym mechanicznym systemie kojarzenia, system przechwytuje współrzędne cobot za pomocą kliknięcia przycisku w oprogramowaniu Flexx Reference na zawieszce programującej cobot. Wszystkie zaprogramowane punkty nawigacyjne i ruchy cobot w przestrzeni są następnie aktualizowane w stosunku do przechwyconej pozycji w zespole blokady. Użytkownik może teraz odblokować cobot i uruchomić program bez konieczności ponownego uczenia się na dowolnych stanowiskach.

UR5e obsługujący pobieranie i umieszczanie tac w AIM Processing jest wyposażony w kamerę na nadgarstek Robotiq i pneumatyczny chwytak zaprojektowany we własnym zakresie.

Kamera nadgarstkowa Robotiq skanuje kody QR na tacach, które wskazują, w jakiej orientacji należy je umieścić, informacje te są przekazywane do cobot, który odpowiednio umieszcza tacę.

Robot kartezjański zbiera plastikowe części w wtryskarkach i układa je na tacach w określonej orientacji. Wymaga to od UR5e umieszczenia tac z dokładnością do 0,5 mm (0,0197 cala).

W zastosowaniu przenośnikowym UR5e jest prowadzony przez kamerę nadgarstkową firmy Robotiq w celu pobrania części z przenośnika i umieszczenia ich w pudełku. Robotiq wykorzystuje również chwytak Robotiq 2F-140. Wszystkie produkty Robotiq są certyfikowane w ramach programu UR+ jako plug-and-play z UR cobots.

Czujnik zbliżeniowy przenośnika ostrzega UR5e, gdy część jest gotowa do pobrania, cała komórka jest programowana przez własny sterownik UR cobot za pomocą własnych zasobów wewnętrznych AIM Processing.

Aby robot kartezjański mógł komunikować się z UR5e, wskazując, kiedy nowa taca musi zostać umieszczona na stole przed nim w CELU paletyzacji, AIM Processing wykorzystuje skrzynkę przekaźników Gate-Link. „Nie uznaliśmy za konieczne korzystania z zewnętrznego sterownika PLC, który eliminuje złożoność” - mówi właściciel AIM Processing, Jon Gelston. „Oba roboty komunikują się za pośrednictwem istniejących 24-woltowych wejść i wyjść w UR5e za pośrednictwem utworzonego przez nas interfejsu Gate-Link”.

Czterokrotny wzrost produktywności

Od czasu pierwszego wdrożenia cobot przez firmę, AIM Processing wprowadził na rynek kilkanaście konkretnych aplikacji, w których znajdują się wtryskarki UR5e, tace do układania stosów i przenośniki zbierające części. Pierwszym celem była automatyzacja kompletacji i układania tacek pod paletyzującego robota kartezjańskiego. Wcześniej było to działanie, które odbywało się co 90 sekund z osobą siedzącą i czekającą na przesunięcie tac przez kilka sekund.

„Korzyścią z automatyzacji tego zadania nie było tylko oczywiste unikanie pracy. Teraz możemy uruchamiać maszynę ze znacznie większą wydajnością i przepustowością w trybie 24/7, w przeciwieństwie do zaledwie 40 godzin tygodniowo. To w zasadzie dało nam czterokrotny wzrost produktywności” - mówi Gelston, dodając, że kolejną korzyścią jest spójność: „Jeśli chodzi o naszą produkcję częściową, czasy cykli są dokładnie takie same, do drugiego, co prowadzi do spójnego produktu”.

Zwrot z inwestycji w ciągu 15 tygodni

Jon Gelston jest często pytany, ile zapłacił za cobot UR5e – a co ważniejsze, jak szybko się spłaci. „Zawsze odpowiadam, że nie zwróci się, jeśli z niego nie skorzystasz” - mówi, podkreślając, jak modułowe wdrożenie naprawdę pomogło w uzyskaniu zwrotu z inwestycji:

„Część niepewności związanej z uruchomieniem różnych części o różnym czasie trwania utrudnia próbę obliczenia zwrotu; ale mogę powiedzieć, że w naszej pierwszej aplikacji odkryliśmy, że po uruchomieniu go po raz piąty zapłaciliśmy za samego robota, co oznaczało zwrot z inwestycji w ciągu 15 tygodni” - mówi właściciel AIM Processing, który właśnie wdrożył drugi UR5e, aby przemieszczać się po hali produkcyjnej wszędzie tam, gdzie potrzebna jest automatyzacja.

Training & UR Academy

Zespół AIM Processing miał podstawową wiedzę na temat przepływu logiki i programowania przed rozpoczęciem pracy z Universal Robots, „ale bardzo małe bezpośrednie doświadczenie w programowaniu robotów”, jak to ujął właściciel Jon Gelston, podkreślając zasoby, które znalazł dzięki bezpłatnej części online UR Academy. „Istniały moduły samokształcenia zarówno w formatach wideo, jak i read-along, które były dla nas bardzo pomocne w znajdowaniu i uczeniu się w zakresie aplikacji i ulepszeń procedur, które przyniosłyby korzyści różnorodnym naszym aplikacjom” - mówi, przyznając, że „Nasza pierwsza aplikacja prawdopodobnie, według naszych obecnych standardów, nie była strasznie skomplikowana; ale wtedy wydawało się, że jest. „Wykorzystując zasoby, które znaleźliśmy w bazie danych szkoleniowych UR i na stronie wsparcia, a także społeczność sprzedawców i komponentów dodatkowych Universal Robots, naprawdę umożliwiło to osiągnięcie wielkiego sukcesu tego projektu ” - mówi Gelston.