Kom Igång

UR cobots erbjuder en säker och användarvänlig automatiseringslösning

Optipro Systems

I korthet

OptiPro Systems, en tillverkare av precisionsoptisk tillverkningsutrustning, mötte ökad efterfrågan från kunderna att erbjuda en automatiserad lösning som kunde mäta – under processen – de produkter som OptiPro-kunderna tillverkar i sina maskiner. OptiPro hittade lösningen i New Scale Robotics Q-Span ® Workstation, ett applikationskit för mätning av små delar som drivs av en UR3 cobot från Universal Robots.

Baserat i norra New York har OptiPro Systems utvecklat precisionsslip-, polerings- och metrologiinstrument för optikindustrin sedan slutet av 1980-talet. Företagets kunder har i allt högre grad börjat efterfråga nyckelfärdiga lösningar. "Istället för att kunderna köper enskilda maskiner och utrustning styckevis för sina tillverkningslösningar kan vi nu hantera hela processen och förse dem med en cell som både mäter och tillverkar ämnena och förvandlar dem till ett slutligt arbetsstycke", säger David Mohring, metrologisamordnare, OptiPro Systems. Kvalitetskontroll är avgörande eftersom en majoritet av OptiPro-kunderna tillverkar delar för den medicinska och militära sektorn som kräver 100% inspektion.

Optipro Systems

Industri Metal and Machining

Land North America

Antal anställda 50-100

Cobots använda UR3

Video — Optipro Systems, USA

Uppdaterar en befintlig lösning

OptiPro Systems hade redan implementerat samarbetsrobotar från Universal Robots internt för att tendera att slipa och CMM-maskiner som tillverkar prototyper. När New Scale Robotics kom ut medQ-Span ® Workstation Kit noterade OptiPro. "Vi såg en unik möjlighet att erbjuda en säker, användarvänlig lösning för processmätning som drivs av cobots som vi redan kände oss bekväma med", säger Kyle Wood, Optics Fabrication Supervisor på OptiPro Systems.

Q-Span® Workstation är ett UR+ Application Kit, vilket innebär att det har testats och certifierats för att integreras sömlöst med UR cobots – i det här fallet UR: s bords cobot, UR3. Q-Span ® Workstation Kit innehåller robotgripkaliprar, provdelar och tillbehör och en mångsidig arbetsstationskorg som enkelt rör sig runt anläggningen. OptiPro tillhandahåller nu Q-Span® Workstation Kit som en del av kompletta bearbetningsceller, med slipmaskiner, polermaskiner och mätstationer. När delar kommer ut ur en OptiPro-slipmaskin mäter Q-Span® Workstation omedelbart delarna i ett godkänt/misslyckat scenario. Om delar passerar, går de vidare till CMM-maskinen för ytterligare mätning.

Q-Span ® Workstation Kit är ett UR+ Certified Application Kit, designat och tillverkat av New Scale Robotics för att fungera med Universal Robots e-Series samarbetsrobotar (cobots). Den automatiserar den tråkiga processen att manuellt mäta små delar för kvalitetskontroll och registrera data för statistisk analys.

Innan UR3e cobot utrustad med New Scales gripkaliper börjar mäta en ny komponenttyp måste användaren berätta för griparens inbyggda absoluta kodare vad det nya avståndet är mellan dess fingertoppar och lära den det nya "verkliga världsvärdet" mellan de kontaktpunkter som används för inspektion. Användare kan ställa in denna referens direkt i URCap-programvaran på UR3 cobot: s teach-hängsmycke.

Vi såg en unik möjlighet att erbjuda en säker, användarvänlig lösning för mätning under processen som drivs av cobots som vi redan kände oss bekväma med

Kyle Wood, Optics Fabrication Supervisor

Fånga upp problem tidigt

Att mäta delarna i processen är avgörande för tillverkningsprocessen, säger Mohring: "I stället för att producera en massa delar som inte mäts förrän senare, fångar in-processmätning problem direkt, vilket minskar skrot och ser till att vi inte fortsätter tillverkningsprocessen medan vi gör dåliga delar."

Mike Cahill, maskiningenjör på OptiPro Systems förklarar hurQ-Span ® Workstation till exempel kan mäta glascylindrar som kommer ut ur företagets OptiSonic-slipmaskin. Cylindern är tillverkad av en kärnborr som likt en minijackhammare oscillerar genom en stor glasbunt. "OptiSonic-tekniken förlänger verktygets livslängd avsevärt, men det är oundvikligt att diamantverktygsborrningen kommer att slitas över tiden som en del av slipprocessen, så den faktiska arbetsstyckets storlek till följd av den tillverkningsprocessen kommer att variera", säger han. "Om Q-Span ® Workstation omedelbart mäter kärntjockleken på varje cylinder kan vi på ett obemannat sätt fånga problem utanför toleransen direkt och ändra borrar eller matningshastighet om det behövs."

Tusentals dollar i besparingar

Detta innebär att minska skrot av värdefulla material. Kyle Wood ger ett exempel på hur värdefullt: "Flera av våra kunder använder germanium, som är värt mer än guld i råvikt, så vi pratar tusentals dollar i besparingar", säger han och betonar också den känsliga delhanteringen som tillhandahålls av Q-Span® Workstation. "Med hjälp av cobot undviker våra kunder nu att sprött material går sönder och att vassa kanter spricker eller flisas från manuell hantering. Q-Span® Workstation möjliggör en obemannad operation som kan producera arbetsstycken i tusentals när partistorlekarna är stora, det skulle ta en manuell operatör sex steg att göra vad Q-Span ® kan åstadkomma i en cykel. Dessutom tar vi bort den mänskliga variansen ur ekvationen", säger han. "Vi kan också mäta en mängd olika delar utan att byta gripdon, vilket gör att vi snabbt kan flytta från ett projekt till nästa."

Flexibel driftsättning med inbyggd säkerhet

"Du kan faktiskt ta med Q-Span® Kit direkt in i din anläggning, och inom några timmar få den att mäta delar utan att anställa en integratör för att spendera timmar på att arbeta för att få en hårt bearbetad robot i ditt system."

Quinlivan förklarar att New Scale Robotics valde UR3 cobot för att driva Q-Span ® Workstation Kit av flera skäl: "UR3 har en bra formfaktor och ger en öppen källkodsplattform, vilket gör det möjligt för oss att utveckla en URCap, som är ett mjukvaruhandslag mellan vårt system och roboten", säger hon och förklarar att detta gör det möjligt för användaren att programmera hela applikationen direkt genom UR3e: s egen lärhänge som kan mata mätdata direkt till kunddatabaser.

OptiPro Systems har arbetat med en mängd olika robotar, säger Mohring. "Användarvänligheten och den samarbetsvilliga karaktären hos UR cobot har varit avgörande för att implementera den i våra arbetsceller, vi behöver inte spendera mycket tid på att utveckla tekniker och lära oss olika programmeringsalgoritmer som med några av de andra alternativen där ute", säger han och tillägger att det faktum att UR3e är en cobot gör att den kan fungera tillsammans med anställda och passa in i befintliga arbetsflöden. "På grund av cobot: s inbyggda säkerhet levererar den fördelarna med flexibel automatisering utan kostnaderna för fasta industrirobotar. Vi behöver inte lägga till alla extra skydd och lasrar som med traditionella robotar. Vi kan helt enkelt rulla Q-Span® -systemet mellan maskiner; det kan vara en grundläggande treaxlig kvarn, hela vägen upp till en sexaxlig samtidig slipplattform - eller en poleringsplattform - den är tillräckligt flexibel för att vi kan sätta den på varenda en av våra maskiner."

"På grund av cobot: s inbyggda säkerhet levererar den fördelarna med flexibel automatisering utan kostnaderna för fasta industrirobotar. Vi behöver inte lägga till alla extra skydd och lasrar som med traditionella robotar. Vi kan helt enkelt rulla Q-Span® -systemet mellan maskinerna", säger Dave Mohring, metrologisamordnare, OptiPro Systems.

Förebyggande av flaskhalsar

Att ha Q-Span® Workstation-åtgärden i processen vid slipmaskinen, sortera delar i pass/fail-kärl, hjälper också till att förhindra flaskhalsar längre ner i linjen vid metrologilaboratoriet förklarar Mohring: "Att fånga delar som inte tolereras där i tillverkningscellen tidigt i processen utan att behöva skicka dem till en CMM-maskin i metrologilaboratoriet sparar mycket pengar och tid för våra kunder." Endast delar som klarar Q-Span® Kit: s processmätning går sedan vidare till en CMM-maskin för fullständig dimensionell verifiering.

Minskade kostnader och ökad effektivitet

"Inom optiktillverkning finns det ofta en cellinställning där det finns en slipoperation, en poleringsoperation och sedan en metrologisk operation, allt inom en arbetscell", säger han. "Att inte ha en person vid varje maskin är en stor kostnadsreduktion – och i ett Covid-scenario med minskad intern arbetskraft har det varit en stor tillgång för våra kunder eftersom de inte behöver ha så många människor som arbetar tillsammans i närheten."

Idéer för framtiden

Att lägga tillQ-Span ® Workstation Kit som en del av OptiPro Systems nyckelfärdiga erbjudande har föranlett massor av idéer för framtida projekt. "Det har också gett oss förtroende för att lägga till ett inslag av innovation till antingen framtida eller befintlig produktion med UR cobots, vilket kommer att bli allt viktigare", säger Kyle Wood.