

OptiPro Systems, producent precyzyjnego sprzętu do produkcji optycznej, stawiał czoła zwiększonemu zapotrzebowaniu klientów na zautomatyzowane rozwiązanie, które mogłoby mierzyć – w trakcie procesu – produkty, które klienci OptiPro wytwarzają w swoich maszynach. OptiPro znalazł rozwiązanie w stacji roboczej Q-Span ® firmy New Scale Robotics, zestawie aplikacji do pomiaru małych części zasilanym przez cobot UR3 firmy Universal Robots.
OptiPro Systems z siedzibą na północy stanu Nowy Jork od końca lat 80. opracowuje precyzyjne przyrządy do szlifowania, polerowania i metrologii dla branży optycznej. Coraz częściej klienci firmy zaczynają domagać się rozwiązań pod klucz. „Zamiast klientów kupujących pojedyncze maszyny i urządzenia fragmentarycznie dla swoich rozwiązań produkcyjnych, możemy teraz poradzić sobie z całym procesem, dostarczając im komórkę, która zarówno mierzy, jak i produkuje półfabrykaty, i zamienia je w końcowy element roboczy” - mówi David Mohring, koordynator ds. metrologii, OptiPro Systems. Kontrola jakości jest kluczowa, ponieważ większość klientów OptiPro produkuje części dla sektora medycznego i wojskowego wymagające 100% kontroli.
OptiPro Systems wdrożyła już roboty współpracujące z Universal Robots wewnętrznie, aby prowadzić szlifowanie i wytwarzanie prototypów maszyn CMM. Kiedy firma New Scale Robotics wydała zestaw stacji roboczej Q-Span®, OptiPro zwrócił na to uwagę. „Zobaczyliśmy wyjątkową okazję, aby zaoferować bezpieczne, przyjazne dla użytkownika rozwiązanie do pomiarów w trakcie procesu, zasilane przez cobots, z którymi już czuliśmy się komfortowo” - mówi Kyle Wood, Optics Fabrication Supervisor w OptiPro Systems.
Q-Span® Workstation to zestaw aplikacji UR+, co oznacza, że został przetestowany i certyfikowany do bezproblemowej integracji z UR cobots – w tym przypadku cobot stołowy UR, UR3. Zestaw stacji roboczej Q-Span ® zawiera zrobotyzowane zaciski chwytakowe, przykładowe części i akcesoria oraz wszechstronny wózek do stacji roboczej, który łatwo porusza się po obiekcie. OptiPro dostarcza teraz zestaw stacji roboczej Q-Span ® jako część kompletnych komórek obróbczych, zawierających szlifierki, polerki i stacje metrologiczne. Gdy części wychodzą ze szlifierki OptiPro, stacja roboczaQ-Span ® natychmiast mierzy części w scenariuszu zaliczenia/niezaliczenia. Jeśli części przejdą, przechodzą do maszyny CMM w celu dalszego pomiaru.


Kyle Wood, Optics Fabrication SupervisorZobaczyliśmy wyjątkową okazję, aby zaoferować bezpieczne, przyjazne dla użytkownika rozwiązanie do pomiarów wewnątrzprocesowych zasilanych przez cobots, z którymi już czuliśmy się komfortowo

Pomiar części w procesie jest kluczowy dla procesu produkcyjnego, mówi Mohring: „Zamiast produkować kilka części, które nie zostaną zmierzone później, pomiar w procesie od razu wychwytuje problemy, co zmniejsza ilość złomu i zapewnia, że nie kontynuujemy procesu produkcyjnego podczas wykonywania złych części.
Mike Cahill, inżynier mechanik w OptiPro Systems wyjaśnia na przykład, w jaki sposób stacja robocza Q-Span ® może mierzyć cylindry szklane wychodzące z szlifierki OptiSonic firmy. Cylinder jest wykonany za pomocą wiertła rdzeniowego, które jak młotek mini-jack oscyluje przez duży stos szkła.„ Technologia OptiSonic znacznie wydłuża żywotność narzędzia, ale nieuniknione jest, że wiertarka diamentowa zużyje się z czasem jako część procesu szlifowania, więc rzeczywisty rozmiar przedmiotu obrabianego wynikający z tego procesu produkcyjnego będzie się różnił ”- mówi.„ Dzięki stacji roboczejQ-Span ® natychmiastowy pomiar grubości rdzenia każdego cylindra pozwala nam w sposób bezzałogowy od razu wychwycić problemy związane z nietolerancją i w razie potrzeby zmienić wiertła lub prędkość posuwu ”.

Oznacza to redukcję złomu materiałów szlachetnych. Kyle Wood podaje przykład tego, jak cenny jest german: „Kilku naszych klientów używa germanu, który jest wart więcej niż złoto w wadze surowej, więc mówimy o tysiącach dolarów oszczędności”, mówi, podkreślając również delikatną obsługę części zapewnianą przez stację roboczą Q-Span ®. „Korzystając z cobot, nasi klienci unikają teraz łamania kruchego materiału i pękania lub odpryskiwania ostrych krawędzi podczas ręcznego przenoszenia. Stacja robocza Q-Span ® umożliwia bezzałogową pracę, która może wytwarzać tysiące elementów obrabianych, gdy rozmiary partii są duże, wykonanie tego, co Q-Span ® może osiągnąć w jednym cyklu, wymagałoby ręcznego operatora w sześciu krokach. Co więcej, usuwamy z tego równania ludzką wariancję” - mówi. „Możemy również mierzyć różne części bez zmiany chwytaka, co pozwala nam szybko przechodzić z jednego projektu do drugiego”.
„Możesz przynieść zestaw Q-Span® bezpośrednio do swojego zakładu i w ciągu kilku godzin zlecić pomiar części, nie zatrudniając integratora, który poświęciłby godziny na pracę nad ustawieniem w systemie ciężko pracującego robota”.
Quinlivan wyjaśnia, że New Scale Robotics wybrał cobot UR3 do zasilania zestawu stacji roboczej Q-Span ® z kilku powodów: „UR3 ma świetny współczynnik kształtu i zapewnia platformę typu open source, umożliwiając nam opracowanie URCap, który jest oprogramowaniem do wymiany informacji między naszym systemem a robotem”, mówi, wyjaśniając, że umożliwia to użytkownikowi zaprogramowanie całej aplikacji bezpośrednio przez własny programator UR3e, który może podawać dane pomiarowe bezpośrednio do baz danych klientów.
OptiPro Systems współpracowała z różnymi robotami, mówi Mohring. „Łatwość użytkowania i charakter współpracy UR cobot odegrały kluczową rolę we wdrożeniu go do naszych komórek roboczych, nie musimy spędzać dużo czasu na opracowywaniu technik i uczeniu się różnych algorytmów programowania, tak jak w przypadku niektórych innych dostępnych opcji”, mówi, dodając, że fakt, że UR3e to cobot, umożliwia mu działanie wraz z pracownikami i dopasowywanie się do istniejących przepływów pracy. „Dzięki wbudowanemu bezpieczeństwu cobot zapewnia zalety elastycznej automatyzacji bez kosztów stałych robotów przemysłowych. Nie musimy dodawać wszystkich dodatkowych osłon i laserów, jak w przypadku tradycyjnych robotów. Możemy po prostu obracać systemem Q-Span ® między maszynami; może to być podstawowa trzyosiowa frezarka, aż do sześcioosiowej jednoczesnej platformy szlifierskiej - lub platformy polerskiej - jest wystarczająco elastyczna, abyśmy mogli ją umieścić na każdej z naszych maszyn.”


Posiadanie stacji roboczej Q-Span ® w trakcie procesu na szlifierce, sortowanie części do pojemników pass/fail, pomaga również zapobiegać wąskim gardłom w dalszej części procesu w laboratorium metrologicznym wyjaśnia Mohring: „Wyłapywanie części poza tolerancją tutaj w komórce produkcyjnej na wczesnym etapie procesu bez konieczności wysyłania ich do maszyny CMM w laboratorium metrologicznym oszczędza naszym klientom dużo pieniędzy i czasu." Tylko części, które przejdą pomiar w trakcie procesu Q-Span ® Kit, przechodzą do maszyny CMM w celu pełnej weryfikacji wymiarów.

„Często w produkcji optyki istnieje konfiguracja komórki, w której odbywa się operacja szlifowania, polerowania, a następnie operacja metrologiczna, wszystko w ramach jednej komórki roboczej” - mówi. „Brak osoby przy każdej maszynie to wielka redukcja kosztów – a w scenariuszu Covid ze zmniejszoną liczbą pracowników wewnętrznych było to wielkim atutem dla naszych klientów, ponieważ nie muszą mieć tylu osób pracujących razem w bliskiej odległości”.

Dodanie zestawu stacji roboczych Q-Span ® w ramach oferty „pod klucz” systemu OptiPro spowodowało powstanie wielu pomysłów na przyszłe projekty. „Dało nam to również pewność w dodawaniu elementu innowacji do przyszłej lub istniejącej produkcji z UR cobots, która będzie miała coraz większe znaczenie” - mówi Kyle Wood.
Tysiące firm polega na robotach współpracujących, aby...