Injektionsmolder realiserar 400% ökning av produktiviteten genom att använda mångsidiga cobots

AIM Processing

Titta på business case Se hur de gjorde det

I Korthet

Stapla brickor, plocka delar från transportörer och sköta maskiner är bara några av de många tråkiga uppgifterna AIM Processing har nu de samarbetande robotarna från Universal Robots (UR) hantering. Inför brist på arbetskraft ville Colorado injektionsmoln ha en mångsidig automatiseringslösning som snabbt kunde flyttas mellan arbetsstationer för att ta itu med en mängd uppgifter i en inställning med hög blandning/låg volym. Svaret var en mobil plattform med en UR5e cobot utrustad med Flexx Reference, en funktion som gör att cobot kan återanvändas på några minuter, vilket ger en fyrfaldig ökning av produktiviteten med en återbetalning på mindre än 15 veckor.

Affärsomvandlingen

AIM Processing producerar över 1300 olika delar för mer än 100 olika kunder inom en mängd olika branscher. "Varje dag är ny här med mycket få produktionsupplag under lång tid", säger ägaren Jon Gelston, som också stod inför en extremt knapp arbetsmarknad. "Det fick oss verkligen att titta på automatisering, för att hitta sätt att öka vår produktion och kontrollera våra kostnader", säger Gelston, som började söka efter en mångsidig och modulär automationslösning. Hans team hade stött på Universal Robots på en mässa några år tidigare. "Det slog oss som något som hade potential att fungera i vår miljö", säger ägaren av AIM Processing, som gick vidare och köpte en UR5e cobot.

AIM Processing

Industri Plastic & Polymers

Land United States

Antal anställda 54

Cobots använda UR5e

Från vår allra första tillämpning överträffade cobot våra förväntningar när det gäller produktivitetsökning.

Jon Gelston, Owner, AIM Processing

Utmana att flytta cobot mellan applikationer

"När vi väl fick igång det var det en vacker sak och vi ville flytta runt roboten mellan applikationerna", säger Gelston. "Utmaningen var dock att nästa gång skulle vi ställa in det och hela tiden skulle vi behöva spendera för att lära om de waypoints som roboten rör sig genom i ledigt utrymme", förklarar han och betonar hur noggrannhet till 0,5 mm var nödvändigt vid vissa punkter. "Det är en sak att få något att fungera en gång, men utan en dedikerad produktionslinje och UR5e låst till en exakt position, hur skulle vi sätta upp det här igen?"

Applikationer

En av applikationerna har till exempel UR5e som plockar och placerar brickor framför en kartesisk robot som pallar små delar i fack på brickan. Företaget kunde inte bara starta ett lagrat program som tidigare använts för samma applikation, eftersom robotens position fortfarande kan vara något avstängd - vilket gör att hela applikationen inte är synkroniserad.

Vad genomgången avslöjade

Företaget ringde upp Seth Leinbach, försäljningsingenjör med lokal UR cobot distributör, In-Position Technologies, som gjorde en fabriksgenomgång med Gelston. "Vi tittade på flera applikationer och ingen var tillräckligt hög volym för att motivera en dedikerad robotcell", säger Leinbach. "Jon hade också många frågor om hur man återanvänder en robot och hur man matchar koordinatsystem för UR till formsprutningsmaskinen, och direkt tyckte jag att det var en perfekt passform för en UR+ -lösning av Flexxbotics som heter Flexx Reference."

Flexx Referenslösning

För att se till att cobot är placerad exakt samma varje gång den återvänder till en applikation, använder AIM Processing Flexx Referenslösning från Flexxbotics. När du placerar cobot i Flexx Reference's Lockout Assembly, ett 6-graders mekaniskt parningssystem, fångar systemet cobot's koordinater med ett klick på en knapp i Flexx Reference-programvaran på cobot's teach pendant. Alla cobot: s programmerade waypoints och rörelser i rymden uppdateras sedan i förhållande till den fångade positionen i låsningsenheten. Användaren kan nu låsa upp cobot och starta programmet utan att behöva lära om några positioner.

UR5e som hanterar plockning och placering av brickor vid AIM Processing är utrustad med Robotiq's Wrist Camera och en pneumatisk gripare designad internt.

Robotiq: s handledskamera skannar QR-koderna på brickorna som indikerar vilken orientering de ska placeras i, denna information kommuniceras till den cobot som placerar brickan i enlighet därmed.

Den kartesiska roboten plockar plastdelarna i formsprutningsmaskinerna och palleterar dem i brickor i en specifik orientering. Detta kräver att UR5e placerar brickorna med 0,5 mm (0,0197 tum) noggrannhet.

I transportbandsapplikationen styrs UR5e av handledskameran från Robotiq för att plocka upp delarna på transportbandet och placera dem i en låda. Denna cobot använder också Robotiq's 2F-140 gripdon. Alla Robotiq produkter är certifierade genom UR+ -programmet för att vara plug-and-play med UR cobots.

Transportörens närhetssensor varnar UR5e när en del är klar att plockas, hela cellen programmeras genom UR cobot egen styrenhet genom AIM Processing egna interna resurser.

För att den kartesiska roboten ska kunna kommunicera med UR5e, vilket indikerar när ett nytt fack måste placeras på bordet framför det för palletering, använder AIM Processing en gate-link reläbox. "Vi har inte funnit det nödvändigt att använda en extern PLC, vilket eliminerar komplexiteten", säger ägaren till AIM Processing, Jon Gelston. "De två robotarna kommunicerar genom de befintliga 24-voltsingångarna och utgångarna i UR5e via en gränssnittsgrindlänk som vi skapade."

Fyrfaldig produktivitetsökning

Sedan företagets första utplacering av cobot har AIM Processing lanserat mer än ett dussin specifika applikationer, där UR5e tenderar att formsprutningsmaskiner, stapla brickor och plocka delar från transportörer. Det första målet var att automatisera plockning och placering av brickor för den palleterande kartesiska roboten. Tidigare var detta en aktivitet som inträffade var 90: e sekund med en person som satt och väntade på att flytta brickorna i ett par sekunder.

"Fördelen med att automatisera denna uppgift var inte bara det uppenbara undvikandet av arbetskraft. Vi kan nu köra maskinen med mycket högre kapacitet och genomströmning i en 24/7-drift i motsats till bara 40 timmar i veckan. Det gav oss i princip en fyrfaldig ökning av vår produktionsproduktivitet", säger Gelston och tillägger att en annan fördel är konsistens: "När det gäller vår delproduktion är cykeltiderna exakt desamma, till den andra, vilket leder till en konsekvent produkt."

ROI inom 15 veckor

Jon Gelston får ofta frågan hur mycket han betalade för UR5e cobot – och ännu viktigare, hur snabbt den kommer att betala tillbaka sig själv. "Mitt svar är alltid att det inte kommer att betala sig självt om du inte använder det", säger han och betonar hur den modulära distributionen verkligen hjälpte till att driva hem avkastningen:

"En del av osäkerheten med att köra en mängd olika delar under varierande varaktighet gör det svårt när det gäller att försöka beräkna återbetalning; men vad jag kan berätta är att på vår allra första ansökan fann vi att efter att vi körde den femte gången hade vi betalat för själva roboten, vilket innebar en avkastning inom 15 veckor", säger ägaren av AIM Processing som bara distribuerade en andra UR5e för att ströva runt på fabriksgolvet där automatisering behövs.

Utbildning & UR Academy

AIM Processing Team hade grundläggande förståelse för logikflöde och programmering innan de arbetade med Universal Robots, "men mycket lite direkt erfarenhet av robotprogrammering" som ägaren Jon Gelston uttrycker det, med betoning på de resurser han hittade genom den fria online-delen av UR Academy. "Det fanns självutbildningsmoduler i både video- och läsformat som var till stor hjälp för oss att hitta och lära av när det gäller applikationer och förbättringar i förfaranden som skulle gynna en mängd olika av våra applikationer", säger han och medger att; "Vår första ansökan var förmodligen, enligt våra standarder nu, inte särskilt komplicerad; men på den tiden kändes det som det var. "Genom att utnyttja de resurser som vi hittade i UR-utbildningsdatabasen och supportwebbplatsen, samt Universal Robots community av mervärdesåterförsäljare och tilläggskomponenter, möjliggjorde det verkligen att projektet blev en stor framgång ", säger Gelston.