Coboty zajmują się autonomicznym zbieraniem pojemników

Allied Moulded Products Inc.

W skrócie

Allied Moulded to kompleksowa operacja formowania, w ramach której wytwarzane są niemetalowe skrzynki elektryczne i obudowy. W obliczu poważnych wyzwań związanych z niedoborem siły roboczej, firma z siedzibą w Ohio wybrała nowy system ActiNav firmy Universal Robots, aby zautomatyzować ważną aplikację do zbierania pojemników na śmieci. Wdrożenie umożliwiło Allied Moulded zmniejszenie wydatków na nadgodziny, przeniesienie obecnych pracowników do bardziej ergonomicznych zadań i poprawę spójności procesu produkcyjnego.

Podobnie jak wiele firm działających w sektorze produkcyjnym w Ohio, Sojusz stoi przed wyzwaniami związanymi z obsadzaniem wolnych stanowisk ze względu na trudne warunki na rynku pracy. Jednocześnie firma chciała poprawić bezpieczeństwo pracowników poprzez wyeliminowanie powtarzalnych i ergonomicznie nieprzyjaznych zadań wybierania pojemników na śmieci. Poprawa jakości była również czynnikiem motywującym do podjęcia decyzji o eksploracji automatyzacji, wyjaśnia kierownik działu wsparcia produkcji, Tom Carlisle: „Szukając automatyzacji, szukasz powtarzalności. Masz lepszą kontrolę nad swoją jakością, jeśli masz większą spójność z maszynami do załadunku i rozładunku."

Korzystanie z pracy fizycznej w aplikacjach do zbierania pojemników daje niespójne wyniki, dodaje inżynier produkcji, Nate Gilbert: "Jednym z największych wyzwań związanych z pracą fizyczną jest to, że stają się zmęczeni, a pod koniec dnia produkcja spadnie; podczas gdy w przypadku robota zawsze można liczyć na stałą wydajność."

Wyzwanie

Pandemia COVID-19 dodała kolejną warstwę obaw dotyczących ręcznej siły roboczej firmy. „Moglibyśmy zaryzykować, że oddany personel w dowolnym momencie nie będzie tu przebywał z przyczyn od nich niezależnych” - mówi Carlisle. „Potrzebowaliśmy więc sposobu, aby utrzymać te procesy w ruchu."

Kiedy Allied po raz pierwszy zbadał automatyzację wybierania pojemników, technologia "po prostu nie była tam, gdzie chcieliśmy", mówi Gilbert: "Ochrona była zbyt inwazyjna, a to utrudniało nam pracę, gdy potrzebowaliśmy operatora w tym obszarze. Miejsce na podłodze w Allied jest już dość ograniczone, a myśl o konieczności zapewnienia większej ochrony, aby pomieścić robota, była jedną z rzeczy, które początkowo nas powstrzymywały; ale ponieważ roboty współpracujące były bezpieczne dla pracowników, czuliśmy, że to świetny sposób”.

Allied Moulded Products Inc.

Branża Plastic and Polymers

Kraj United States

Liczba pracowników 100-500

Użyte coboty UR10

Zobacz, jak cobot UR10e obsługuje autonomiczne zbieranie pojemników, od dawna uważane za „świętego Graala robotyki”

Rozwiązanie

Zainteresowanie Allied Moulded robotami współpracującymi – lub cobots – zostało wzbudzone po podróży do pobliskiej fabryki, która z powodzeniem wdrożyła cobots z Universal Robots (UR).

Następnie Allied zobaczył UR na targach, które ostatecznie doprowadziły do wdrożenia wielokrotnie nagradzanego, autonomicznego zestawu do wybierania pojemników na śmieci – elastycznego, łatwego w użyciu, zautomatyzowanego rozwiązania do wybierania pojemników na śmieci, które synchronicznie obsługuje przetwarzanie obrazu, bezkolizyjne planowanie ruchu i autonomiczne sterowanie robotami w czasie rzeczywistym.

„ActiNav był pierwszym systemem, który byliśmy pewni, że możemy dostać się do dostępnej przestrzeni bez tworzenia dodatkowych przeszkód. Po prostu prostota pobierania części z pojemnika na przenośnik jest tym, czego naprawdę szukaliśmy, a ActiNav wydawało się spełniać to zapotrzebowanie” - mówi Gilbert, zauważając, że ActiNav stanowi znaczne ulepszenie podajników wibracyjnych, które są często używane do pozycjonowania części.

Łatwe programowanie i wdrażanie

Podczas gdy Allied Moulded miał doświadczenie z tradycyjną automatyzacją, wdrożenie cobot było „zupełnie nowym doświadczeniem”, mówi lider grupy konserwacyjnej, Nathan Wells: „To było naprawdę ekscytujące, zobaczyć coś, w czym nie trzeba było być zamkniętym i że mogłem chodzić, gdy wykonywał swoją pracę. Jeśli chodzi o programowanie, był to prawdopodobnie jeden z najłatwiejszych robotów, jakie kiedykolwiek musiałem zaprogramować. Tak naprawdę nie musisz mieć żadnych konkretnych liczb, aby je wstawić, ani nic z tych rzeczy; wystarczy, że umieścisz je na swoim miejscu, wciśniesz kilka przycisków i proszę, oto program”.

Proces podawania danych i uczenia pojemników

Podawanie ActiNav danych do rozpoznawania części jest równie bezbolesnym procesem, mówi Wells: „Użyliśmy pliku CAD produktu, załadowaliśmy go do ActiNav i wykorzystaliśmy go do rejestracji części z pojemnika. Ładowanie było bardzo łatwe. Wystarczy podłączyć go do portu USB i sterownika.„

Tymczasem nauczanie kosza było również bardzo proste: „Po prostu dotykamy robota do każdej części kosza. Robisz to w kilku miejscach, a ActiNav uczy się samego kosza. Powiedziałbym, że po pierwszym dniu konfiguracji nauczenie się programowania zajęło może trochę czasu, a potem byliśmy w tym dobrzy”.

Po prostu jego prostota, wyciąganie części z pojemnika i przenoszenie na przenośnik jest tym, czego tak naprawdę szukaliśmy.

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

Cykl zbierania pojemników

Proces rozpoczyna się od rozładunku pełnej skrzyni części do śmietnika. Po aktywowaniu śmietnik przechyla się, aby zrzucić swoje części do pojemnika ActiNav. ActiNav podnosi jedną część – w tym przypadku obudowę elektrycznej skrzynki przyłączeniowej z wytłaczanego włókna szklanego – i umieszcza ją we właściwej orientacji na wąskim przenośniku szynowym.

Prawidłowe umieszczenie jest kluczowe wyjaśnia Carlisle: „Część musi być umieszczona w określonej kolejności na maszynie ze względu na dodatkowe operacje, które wykonuje maszyna. Jeśli część jest umieszczona nieprawidłowo, musisz ją odrzucić, więc straciłeś całą robociznę i materiały tej części”. Przenośnik przenosi części do małej, umieszczonej w klatce komórki roboczej, która ma stół obrotowy z wieloma stacjami. Na każdym stanowisku znajduje się element produkcyjny, który jest nakładany na kubek, a ostatecznie na zewnątrz znajduje się przenośnik, który zrzuca gotowe części do dużego pojemnika. Po drodze, zauważa Carlisle, ActiNav musi samodzielnie podejmować pewne decyzje: którą część wybrać, jak umieścić ją we właściwej orientacji i jak zidentyfikować nieprawidłowe części, odłożyć je na bok i kontynuować główne zadanie.

Jeśli pojemnik jest pełny, ActiNav może pracować przez cały dzień bez interwencji operatora, mówi Gilbert: „Byłem pod wrażeniem zdolności robota do wyjmowania naszych części z pojemnika, bez względu na orientację, i umieszczania ich prawidłowo na maszynie. Takie zadanie jest zwykle dość trudne do wykonania dla robota. Jesteśmy całkiem pewni, że operator to robi; ale to, że robot to robi i nie musi używać bezpośredniej pracy w takiej sytuacji, było dużą korzyścią.”

Automatyzacja bez ogrodzenia umożliwia współpracę człowieka z robotem

Tradycyjna automatyzacja wymaga mat, ogrodzeń i obudów, aby chronić pracowników przed potencjalnymi obrażeniami, ale może to prowadzić do tego, że klatki „wielkości biura” będą wymagane do zautomatyzowania niektórych zadań, zauważa Carlisle, podczas gdy cobots są zaprojektowane do pracy w pobliżu ludzi: „Pozwala to na elastyczność miejsca, w którym zamierzasz umieścić robota [i] pozwala na interakcję z nim: jeśli wystąpią trudności i musisz usunąć błąd, nie ma dużej procedury, przez którą musisz przejść, aby uzyskać dostęp. I sprawia, że jest to bardziej akceptowalne dla osób przebywających na podłodze, ponieważ nie wydaje się dla nich niedostępne; znajduje się na otwartej przestrzeni”.

Żółw i zając

ActiNav nie zabiera żadnych lunchów, papierosów ani przerw łazienkowych i zawsze pojawia się w pracy, zauważa Carlisle: „Jest jak żółw i zając. ActiNav jest spójny, zawsze tam jest, wkłada część. Człowiek operator może być szybszy, ale na ich spójność może wpływać konieczność robienia przerw. Pod koniec dnia całkowita ilość produktu powinna być taka sama, jeśli nie lepsza, z ActiNav niż u człowieka; ale bez zmęczenia i manualnej zręczności poruszania się przez cały czas.„ Wdrożenie ActiNav umożliwiło operatorom Allied Moulded podniesienie umiejętności, stając się trenerami i mentorami systemu i wnosząc pomysły projektowe do przyszłych projektów automatyzacji. „Ponieważ wprowadzamy automatyzację, aby wykonywać wiele przyziemnych i niebezpiecznych zadań i być bezpieczniejszym, nasi operatorzy są największym atutem, jaki mamy, i są najlepszymi trenerami dla Twojego następnego pokolenia pracowników” - mówi Carlisle.

Umożliwia dokładne wybieranie w głębokich pojemnikach

„ActiNav może wyjmować części prosto z kosza i nie ma znaczenia, gdzie są zorientowane” - mówi Nate Wells, kierownik grupy konserwacyjnej w Allied Moulded. Czujnik ActiNav o wysokiej rozdzielczości i dopasowanie CAD umożliwiają wybieranie z wysoką dokładnością nawet w zagraconych, głębokich pojemnikach. Autonomiczny moduł ruchu ActiNav Kit wybiera pozycję robota, która zapewnia, że część jest umieszczona w ten sam sposób w uchwycie za każdym razem, zapewniając dokładny wybór i częściowe ustawienie

Biegi przez całą zmianę

„ActiNav działa praktycznie na wszystkie zmiany, na które mamy dostępne części” - mówi Tom Carlisle, kierownik działu wsparcia produkcji w Allied Moulded. „Załóżmy, że masz 10 000-częściowe zamówienie, które działałoby w tym przedziale czasowym”.

Intuicyjne programowanie

Programowanie ActiNav jest intuicyjne i łatwe dzięki pełnej integracji z zawieszką UR Teach. Wprowadzanie korekt „zajęło całe dziesięć minut” - mówi Nate Wells, lider grupy konserwacyjnej w Allied Moulded. „To zdecydowanie najłatwiejsze programowanie, jakie kiedykolwiek zrobiłem.„ ActiNav zdobył złoto w kategorii Automatyka przemysłowa podczas konkursu LEAP Awards 2020. LEAP (Leadership in Engineering Achievement Program) wyróżnia najbardziej innowacyjne i przyszłościowo myślące produkty obsługujące przestrzeń inżynierii projektowej.