Kom Igång

Cobots levererar en halv miljon dollar i årliga besparingar

Coty Cosmetics

I korthet

Coty är ett världsomspännande kosmetikaföretag bakom välkända varumärken som Sally Hansen, Rimmel och CoverGirl. På företagets fabrik i Maryland automatiserar nu åtta Universal Robots på fyra mobilvagnar plockning och packning av produkter vid pulverpressarna. Den mobila lösningen ger besparingar på 500 000 $ per år samtidigt som den förbättrar både kvalitetskontrollen och medarbetarnas arbetsmiljö.

Affärsomvandlingen

För Paul Baublitz, projektledare på Coty Cosmetics, var frågan tydlig: "Vi har för närvarande tolv pressar, och utmaningen med automatisering är alltid hur kan du - på ett kostnadseffektivt sätt - automatisera en så stor verksamhet?” Baublitz hade flera anledningar till automatisering, inklusive att möta företagets strävan efter ökad effektivitet samt att ta itu med den repetitiva karaktären av uppgiften, som inte var ergonomiskt vänlig för mänskliga operatörer. Detta var en uppgift som Coty tidigare hade undersökt för att automatisera, men fann att den teknik som fanns tillgänglig vid den tidpunkten inte var anpassad till applikationens komplexitet.

Baublitz tog problemet till Chris Sydorko, ägare till integrationsföretaget Sydorko Automation, som säger: "Utmaningen för mig var att försöka avgöra hur jag kunde bygga ett robotsystem som var tillräckligt mobilt för att tillgodose deras automatiseringsbehov samtidigt som det var kostnadseffektivt nog för att tillgodose deras budgetbehov." Traditionella industrirobotar flyttas inte lätt runt på grund av säkerhetsföreskrifter, vilket innebar att Coty skulle behöva placera en robot permanent vid var och en av de 12 pressarna. Detta var inte inom budgeten.

Coty Cosmetics

Industri Medical and Cosmetics

Land North America

Antal anställda 100-500

Cobots använda UR3e & UR5e

Video — UR3e & UR5e, Coty Cosmetics, USA

Lösningen

Istället tittade Sydorko på kollaborativ automatisering. "Universal Robots verkade ha en bra plattform", säger han.

"De är lätta, de är lätta att använda, de har låg spänning och kan säkert fungera tillsammans i samma miljö som individer, så vi bestämde oss för att ge Universal Robots en chans."

Ansökan innebär att plocka upp "godets"-metallpannor som innehåller pulver kosmetiska produkter - och placera dem på brickor förpackade i lådor och skickas till en annan avdelning för slutbearbetning. I pressarna trycks pulver in i godets, som sedan reser under ett 3D-profilhuvud från Cognex för ytinspektion och för att mäta volymen pulver i pannan. Om godets passerar inspektion, plockar en UR3 cobot upp dem i grupper om två eller fyra, beroende på produkt, och placerar dem på en bricka. När brickan är full plockar en UR5 cobot upp brickan och flyttar den till en av fem lådplatser och placerar brickan i lådan. UR5 cobot flyttar sedan till där tomma brickor förvaras, plockar upp en bricka och placerar den tillbaka i fackets mellanlagringsområde och väntar på att nästa ska falla framför UR3 medan den laddas.

Mobila cobots stödjer snabba omställningar

De cobotbaserade vagnarna kör för närvarande upp till tio olika produkt "recept" för olika godetformer, som kan variera från runda till kvadratiska eller rektangulära, samt olika tjocklekar och vikter, och som kan komma ut ur pressarna en eller två åt gången. Vagnarna är utformade för upp till 20 produktrecept. ”Inställningstid och omställningar var viktiga utmaningar att övervinna i applikationen. Med Universal Robots kunde Coty montera en UR3 och UR5 cobot på var och en av fyra mobilvagnar som kan rullas runt mellan 12 pressar. Baublitz säger:" Det är mycket mer kostnadseffektivt än att ha tolv olika stationer med robotar vid dem. Det gjorde att ett projekt gick från att inte vara möjligt ur ekonomisk synvinkel till att vara möjligt. Att ha dem mobila var avgörande för att få projektet att gå framåt. "Inställningstid för mobila cobots är vanligtvis bara 15 till 30 minuter för att koppla ur, flytta och ställa in cobots vid en ny press. Två av vagnarna stöder pressar som producerar produkter med hög volym, så de rör sig sällan. De andra två vagnarna rör sig varje dag, vanligtvis en gång var tredje skift.

Snabb ROI, förbättrad arbetsmiljö och kvalitet

För detta samverkande automatiseringsprojekt beräknas Coty spara en halv miljon dollar årligen framöver. Det är en betydande avkastning på investeringen, men Coty har också sett andra fördelar.

Området där robotarna arbetar är dammigt och bullrigt, med kraftiga vibrationer från de stora pressarna. Nu när robotarna arbetar bredvid dessa källor kan Coty flytta anställda längre bort från denna miljö och omplacera dem till mindre repetitiva och mer intressanta uppgifter. Baublitz förklarar: "När det här projektet är helt slutfört och körs tre skift, fem dagar i veckan, med fyra vagnar, kommer det att finnas tretton färre anställda som arbetar inom det området. Det är en betydande förändring för organisationen, med många effektivitetsförbättringar, och teamet är mycket glada över det."

Cobots på mobilvagnar är mycket mer kostnadseffektiva än att ha tolv olika stationer vardera med en fast robot. Det gjorde att ett projekt gick från att inte vara möjligt ur ekonomisk synvinkel till att vara möjligt.

Paul Baublitz, Project Manager, Coty Cosmetics

Välkomna nya cobot kollegor

Medan vissa anställda på Coty Cosmetics ursprungligen var rädda för att robotar skulle ta över en del av deras jobb, uppskattar de nu mycket sina nya cobot kollegor när de tar över flera tråkiga uppgifter som att göra kvalitetsinspektionen av varje gud. Baublitz pekar också på nya kvalitetsinitiativ som Cognex-inspektionssystemet tillför de automatiserade arbetscellerna. Tidigare var detta en av många uppgifter som operatörerna utförde. "Nu finns det en dator som gör allt det arbetet", förklarar Baublitz. "Om du ser något som behöver förbättras kan du omedelbart reagera."

Varje "godet" inspekteras av 3D Cognex-kameran och är antingen en "godkänd" eller en "underkänd", om det är en underkänd, placerar UR3 cobot godet i en avvisningsbehållare.

Stor dataström

Applikationen innehåller Allen Bradley PLC: er som använder Ethernet IP för att kommunicera med UR3- och UR5-styrenheterna, samt med Cognex 3D-visionssystemet. "Det ger oss en riktigt stor dataström för att kunna samla all information vi vill ha", säger integratot Chris Sydorko. Coty kan hantera receptval (de olika typerna av "godets") från en central HMI som kan mata data till de två robotstyrenheterna samt kameran, som också kan returnera inspektionsdata via Ethernet.

Samarbetsintegreringsprocessen leder till framgång

Nu när det cobotbaserade systemet är installerat kan dock Coty-teamet hantera det internt. "Om det någonsin finns någon felsökning som behövs är integratören som vi arbetade med alltid ett telefonsamtal bort", säger Baublitz. "Men just nu har vi kört med vagnarna i månader och vi är bekväma nog att kunna felsöka 99 procent av problemen internt."

Säkerhet trots höga produktionshastigheter

Anställda och cobots arbetar inom samma kuvert

Samarbetsrobotar är utformade för säker drift tillsammans med mänskliga arbetare. Men för att möta erforderliga produktionshastigheter behövde Coty pressa kuvertet av robotarnas hastighet och kraft utanför samarbetsområdet. För att skydda operatörerna lade Sydorko till lätt plexiglasskydd och ljusridåer. Dessa hindrar inte vagnarnas rörlighet, men om en arbetare öppnar en dörr eller når genom ett aktivt område faller robotarna omedelbart i en säker samarbetshastighet. När arbetaren stänger dörren eller rör sig ut ur ljusridån återupptar robotarna sin maximala hastighet.

Det bästa av två världar

"Du kan gå så fort du behöver och se till att du kan hålla uppe produktionshastigheten, men du kan också samarbeta om det är mer meningsfullt. Det är det bästa av två världar", säger Sydorko, som ofta får frågan varför han valde Universal Robots i stället för en höghastighets traditionell industrirobot för Coty-applikationen. En av de viktigaste orsakerna är att traditionella robotar inte körs av en lågenergikälla. "Just nu kör vi vagnarna av 110 volt", säger han. "Vi skulle behöva använda 240 eller 480 volt för att köra en traditionell industrirobot. Det blir utmanande när du vill flytta vagnar och utsätter operatörerna för högre risk.” Vikten av en traditionell höghastighetsrobot var också en faktor, liksom storleken på kontrollplattformarna.

När UR5 cobot placerar en full bricka i en låda flyttas den till där tomma brickor förvaras, plockar upp en ny bricka och placerar den tillbaka i brickans lagringsområde och väntar på att nästa ska släppas framför UR3 medan den laddas.

UR3 cobot plockar upp "godets", metallpannor med pressat pulver, i grupper om två eller fyra, beroende på produkten, och placerar dem på en bricka. När brickan är full plockar en UR5 cobot upp brickan och flyttar den till en av fem förvaringsplatser och placerar brickan i fodralet.

I pressarna trycks pulver in i godeterna, som sedan färdas under ett 3D-profilhuvud från Cognex för ytinspektion och för att mäta volymen pulver i pannan, om godet passerar inspektion plockas den upp av UR3.