O modelador de injeção obtém um aumento de 400% na produtividade implantando cobots versáteis

AIM Processing

Assista ao caso de negócios Veja como o fizeram

Resumidamente

Empilhar bandejas, retirar peças de transportadores e cuidar de máquinas são apenas algumas das muitas tarefas tediosas que a AIM Processing agora tem os robôs colaborativos da Universal Robots (UR). Diante da escassez de mão-de-obra, o moldador de injeção do Colorado queria uma solução de automação versátil que pudesse ser movida rapidamente entre as estações de trabalho para lidar com uma infinidade de tarefas em um ambiente de alto mix/baixo volume. A resposta foi uma plataforma móvel com um cobot UR5e equipado com Flexx Reference, um recurso que permite que o cobot seja reaproveitado em questão de minutos, proporcionando um aumento de produtividade de quatro vezes com um retorno de menos de 15 semanas.

A transformação de negócios

AIM Processing produz mais de 1300 peças diferentes para mais de 100 clientes diferentes em diversos setores. "Todos os dias são novos aqui, com muito poucas produções instaladas há muito tempo", diz o proprietário Jon Gelston, que também enfrentou um mercado de trabalho extremamente escasso. "Isso realmente nos levou a olhar para a automação, a encontrar maneiras de aumentar nossa produção e controlar nossos custos", diz Gelston, que começou a procurar uma solução de automação versátil e modular. A sua equipa tinha-se deparado com a Universal Robots numa feira alguns anos antes. "Pareceu-nos algo que tinha potencial para funcionar no nosso ambiente", diz o proprietário da AIM Processing, que foi em frente e comprou um cobot UR5e.

AIM Processing

Indústria Plastic & Polymers

País United States

Número de funcionários 54

Cobots usados UR5e

Desde a nossa primeira aplicação, o cobot superou em muito as nossas expectativas em termos de aumento de produtividade.

Jon Gelston, Owner, AIM Processing

Desafie a mover o cobot entre as aplicações

"Uma vez que o colocamos em funcionamento, foi uma coisa linda e queríamos mover o robô entre as aplicações", diz Gelston. “O desafio, no entanto, foi a próxima vez que iríamos configurá-lo e todo o tempo que precisaríamos gastar para reensinar os pontos de passagem pelos quais o robô se move no espaço livre”, explica ele, enfatizando como a precisão de 0,5 mm era necessária em alguns pontos. “Uma coisa é fazer com que algo funcione uma vez, mas sem uma linha de produção dedicada e o UR5e travado em uma posição exata, como configuraríamos isso novamente?”

Aplicativos

Uma das aplicações, por exemplo, tem a coleta UR5e e a colocação de bandejas na frente de um robô cartesiano que paletiza pequenas peças em compartimentos na bandeja. A empresa não podia simplesmente iniciar um programa armazenado usado anteriormente para o mesmo aplicativo, uma vez que a posição do robô ainda poderia estar um pouco fora de sincronia - fazendo com que todo o aplicativo ficasse fora de sincronia.

O que o passo a passo revelou

A empresa ligou para Seth Leinbach, engenheiro de vendas da distribuidora local de cobot da UR, In-Position Technologies, que fez uma visita guiada à fábrica com Gelston. "Analisamos várias aplicações e nenhuma delas tinha volume alto o suficiente para justificar uma célula robótica dedicada", diz Leinbach. “Jon também tinha muitas perguntas sobre como reaproveitar um robô e como combinar os sistemas de coordenadas da UR com a máquina de moldagem por injeção, e imediatamente pensei que era um ajuste perfeito para uma solução UR+ da Flexxbotics chamada Referência Flexx.”

Solução de referência Flexx

Para garantir que o cobot seja posicionado exatamente da mesma forma sempre que retornar a uma aplicação, a AIM Processing está usando a solução Flexx Reference da Flexxbotics. Ao colocar o cobot no Conjunto de Bloqueio da Flexx Reference, um sistema de acoplamento mecânico de 6 graus, o sistema captura as coordenadas do cobot com o clique de um botão no software Flexx Reference no pendente Teach do cobot. Todos os waypoints e movimentos programados do cobot no espaço são então atualizados em relação à posição capturada no Conjunto de Bloqueio. O utilizador pode agora desbloquear o cobot e iniciar o programa sem ter de ensinar novamente nenhuma posição.

O UR5e que lida com a coleta e colocação de bandejas no AIM Processing está equipado com a Câmera de Pulso da Robotiq e uma pinça pneumática projetada internamente.

A câmera de pulso da Robotiq escaneia os códigos QR nas bandejas que indicam em que orientação elas devem ser colocadas, essas informações são comunicadas ao cobot que coloca a bandeja de acordo.

O robô cartesiano recolhe as peças plásticas nas máquinas de moldagem por injeção e as paletiza em bandejas em uma orientação específica. Isso requer que o UR5e coloque as bandejas com precisão de 0,5 mm (0,0197 pol.).

Na aplicação do transportador, o UR5e é guiado pela Câmera de Pulso da Robotiq para pegar as peças no transportador e colocá-las em uma caixa. O cobot também usa a garra 2F-140 da Robotiq. Todos os produtos Robotiq são certificados através do programa UR+ para serem plug-and-play com cobots UR.

O sensor de proximidade do transportador alerta o UR5e quando uma peça está pronta para ser coletada, toda a célula é programada através do próprio controlador do cobot da UR pelos próprios recursos internos da AIM Processing.

Para que o robô cartesiano se comunique com o UR5e, indicando quando uma nova bandeja precisa ser colocada na mesa em frente a ele para paletização, a AIM Processing usa uma caixa de relé de ligação do portão. "Não achamos necessário usar um PLC externo, o que elimina a complexidade", diz o proprietário da AIM Processing, Jon Gelston. "Os dois robôs comunicam através das entradas e saídas de 24 volts existentes no UR5e através de um link de porta de interface que criámos."

Aumento de produtividade de quatro vezes

Desde a primeira implantação do cobot da empresa, a AIM Processing lançou mais de uma dúzia de aplicações específicas, com o UR5e cuidando de máquinas de moldagem por injeção, bandejas de pilha e transportadores de coleta de peças. O primeiro objetivo foi automatizar o picking e a colocação de bandejas para o robô cartesiano de paletização. Anteriormente, esta era uma atividade que ocorria a cada 90 segundos com uma pessoa sentada e esperando para mover as bandejas por alguns segundos.

“O benefício de automatizar essa tarefa não era apenas a óbvia evasão de mão de obra. Agora podemos operar a máquina com uma capacidade e rendimento muito maiores em uma operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, em vez de apenas 40 horas por semana. Isso basicamente nos deu um aumento de quatro vezes em nossa produtividade de produção”, diz Gelston, acrescentando que outro benefício é a consistência: “Em termos de produção de peças, os tempos de ciclo são exatamente os mesmos, para o segundo, o que leva a um produto consistente”.

ROI em 15 semanas

Jon Gelston é frequentemente perguntado quanto ele pagou pelo cobot UR5e – e, mais importante, com que rapidez ele se pagará. "Minha resposta é sempre que ele não vai se pagar se você não usá-lo", diz ele, enfatizando como a implantação modular realmente ajudou a impulsionar o ROI:

"Parte da incerteza com a execução de uma variedade de peças diferentes por durações variadas dificulta a tentativa de calcular o retorno; mas o que posso dizer é que, em nosso primeiro aplicativo, descobrimos que, depois de executá-lo pela quinta vez, pagamos pelo próprio robô, o que significou um ROI em 15 semanas", diz o proprietário da AIM Processing, que acabou de implantar um segundo UR5e para percorrer o chão de fábrica onde quer que a automação seja necessária.

Training & UR Academy

A equipa da AIM Processing tinha uma compreensão básica do fluxo lógico e da programação antes de trabalhar com a Universal Robots, "mas muito pouca experiência direta com a programação de robôs", como diz o proprietário Jon Gelston, enfatizando os recursos que encontrou através da parte online gratuita da UR Academy. "Havia módulos de auto-treinamento em formatos de vídeo e de leitura que foram muito úteis para encontrarmos e aprendermos em termos de aplicações e melhorias em procedimentos que beneficiariam uma variedade de nossas aplicações", diz ele, admitindo que; "Nossa primeira aplicação provavelmente, pelos nossos padrões agora, não era muito complicada; mas na época, parecia que era. "Ao utilizar os recursos que encontrámos na base de dados de formação e no site de suporte da UR, bem como na comunidade de revendedores de valor acrescentado e componentes adicionais da Universal Robots, isso permitiu que o projeto tivesse um grande sucesso ", diz Gelston.