Bekerja dengan Sistem Integrasi In-House

Tidak ada yang tahu bisnis seseorang lebih baik daripada orang-orang yang bekerja di sana. Kepemilikan, manajemen dan pekerja setiap hari berurusan dengan banyak plus dan minus yang terdiri dari setiap dan semua perusahaan, terutama perusahaan yang mencoba mencari nafkah di dunia manufaktur suku cadang mesin presisi yang berkembang pesat.

Meskipun ada banyak pihak ketiga yang cemas berdiri di sayap untuk membantu toko bertransisi ke cara manufaktur yang baru dan lebih baik, terkadang jawaban terbaik mungkin terletak di dalam empat dinding toko itu sendiri. Itu meringkas filosofi inti di Vanamatic Company, yang terletak di Delphos, Ohio.

Vanamatic adalah generasi ketiga, 90-karyawan produsen suku cadang mesin presisi yang bangga dengan kemandirian dan kemampuan pemecahan masalah perusahaan. Manajemen mencari jawaban secara internal terlebih dahulu, melibatkan karyawan dalam latihan masalah/solusi dan hanya setelah itu mencari sumber daya luar yang diperlukan untuk mengisi kekosongan.

Selama bertahun-tahun, menerapkan pendekatan “melakukan lebih banyak dengan lebih sedikit” ini telah menunjukkan bahwa dengan lingkungan yang berfokus pada penyadapan bakat internal terlebih dahulu, jawaban datang lebih mudah dan dengan manfaat tambahan dukungan dari karyawan. Ini adalah formula sukses yang memungkinkan perusahaan melewati banyak badai sejak didirikan pada tahun 1954.

Langkah integrasi sistem utama terbaru perusahaan melibatkan mengotomatisasi beberapa operasi dengan penggunaan robot kolaboratif (cobot) yang dapat bekerja secara mandiri atau bertindak sebagai sidekick bekerja sama dengan pekerja manusia. Cobot adalah perkembangan yang relatif baru dan yang membuat robot menjadi alat yang lebih praktis di lantai toko, terutama yang sepadat milik Vanamatic.

Awal yang Baik
Selama bertahun-tahun, Adam Wiltsie, manajer pabrik, telah merancang dan mengembangkan penghematan tenaga kerja, dan peningkatan proses di seluruh toko. Salah satu perangkat tersebut dimulai sebagai kombinasi pembersihan bagian dan korsel akumulator.

Itu telah berubah menjadi stasiun pengukur yang ditugaskan mesin, dilengkapi dengan pengukur yang tepat yang diperlukan untuk suku cadang yang diproduksi. Hal ini terkait dengan sistem ERP pusat toko, memberikan informasi status real-time operator dan akses ke informasi setup, pengukuran dan menjalankan pekerjaan di ujung jari mereka. Unit-unit ini dirancang, dibangun, dan terintegrasi secara internal.

Mr Wiltsie juga mempelopori otomatisasi pick-and-place untuk bongkar muat untuk mesin bubut dan pabrik di lantai toko. Pada dasarnya, unit-unit ini adalah loader/unloader shuttle mekanis yang dirancang untuk menghilangkan kemonotonan menggunakan operator untuk melakukan tugas. Mereka cukup banyak otomatisasi tetap dengan sedikit fleksibilitas.

Robot mewakili langkah logis untuk Vanamatic. Setelah melihat sebuah cobot (robot dengan penginderaan jarak yang mampu bekerja dengan aman di sebelah seseorang) yang didemonstrasikan di sebuah pameran dagang, Mr. Wiltsie dapat melihat bahwa teknologi tersebut telah memenuhi kebutuhan tokonya. Lengan yang diartikulasikan enam sumbu, bekerja di sebelah operator, tanpa memerlukan sangkar pengaman adalah sempurna. Dan stasiun perakitan Rich Lindeman adalah tempat yang sempurna untuk memulai.

Cobot pertama Vanamatic adalah Ethel. Dia diberi nama oleh pawangnya, Mr. Lindeman, yang baru-baru ini merayakan 50 tahun pelayanan penuh waktu di perusahaan tersebut. Untuk operasi perakitan yang dilakukan oleh Rich dan Ethel, mungkin Rich melihat dirinya dalam gulungan Lucille Ball dan cobot-nya sebagai teman setianya, Ethel Mertz, yang mengerjakan konveyor permen cokelat.
Tugas perakitan yang akan dilakukan Mr. Lindeman adalah proses delapan langkah yang dimulai dengan palet 144 bagian. Mr Lindeman mengambil bagian, memeriksa pengukuran panjang kritis pada pengukur, merakit O-ring kecil di ujung bagian, meniup ID, mendorong spacer di atas satu set benang untuk duduk melawan hex, memverifikasi perakitan dan menempatkannya dalam paket untuk pengiriman.

Menurut Mr. Wiltsie, manajer pabrik Vanamatic, “Rich tidak memiliki masalah melakukan ini dan telah berhasil melakukan pekerjaan ini selama beberapa waktu. Ini bukan masalah melakukan tugas sekali; ini masalah melakukannya 500.000 kali, yang merupakan jumlah pesanan untuk perakitan ini, ”katanya. “Ini adalah bagian siap pakai untuk sistem injeksi bahan bakar dan harus benar. Saya baru berusia 40 tahun dan melakukan perakitan sendiri. Saya sakit setelah beberapa ribu dan dengan kualitas yang kurang sempurna. Artinya tidak ada penghinaan terhadap Tuan Lindeman, pertemuan untuk ordo khusus ini tidak dimaksudkan untuk manusia, dan seperti yang saya ketahui, juga tidak manusiawi.”

Ethel adalah model UR3 yang dibuat oleh Universal Robots. Ini adalah cobot terkecil yang dibuat UR dan memiliki jangkauan gerak yang hampir setara dengan manusia. Muatannya adalah 6,6 pon, jangkauan radius 19,7 inci dan tapak untuk unit adalah 5,9 inci persegi. Namun, untuk aplikasi perakitan injektor bahan bakar Vanamatic, robot hanyalah permulaan.

Ergonomi merupakan pertimbangan penting untuk menata ruang kerja bagi seorang pekerja manusia. Pertimbangan termasuk di mana pekerjaan memasuki zona aktivitas, penempatan peralatan tambahan seperti pengukur pengukuran untuk operasi perakitan ini, di mana cincin-O dan spacer ditempatkan sehubungan dengan aktivitas perakitan dan orientasi bagian-bagian mesin serta lokasi kemasan keluar.

Meskipun ergonomi penting bagi Tn. Lindeman, ergonomi sangat penting bagi Ethel. Dia cerdas, tetapi tidak memiliki kemampuan untuk membuat keputusan perubahan gerakan yang halus dan kecerdasan untuk beradaptasi di luar pemrogramannya, meskipun dia menyertakan subrutin untuk menangani cincin-O atau spacer yang hilang. Itu akan diselesaikan dengan sistem visi di masa depan. Sementara itu, penggunaan "poka-yoke" untuk nampan yang masuk adalah cara yang sederhana dan andal untuk memastikan program Ethel dimulai dengan baik di tempat yang tepat setiap saat.

Insinyur vanamatic menggunakan pemodelan CAD untuk menggambarkan berbagai aspek proses manufaktur seperti tata letak lantai pabrik, simulasi mesin, dan representasi grafis dan virtual lainnya dari area di dalam perusahaan. Keterampilan ini diterapkan untuk mempersiapkan area kerja untuk Mr Lindeman dan Ethel. Para insinyur dapat melihatnya, menjalankannya, dan "bagaimana-jika" mengujinya sebelum sesuatu dibuat atau dibeli.

“Alat pemrograman untuk cobot sangat luas dan dirancang dengan baik untuk kemudahan penggunaan,” kata Mr. Wiltsie. “Kami membawa kemampuan internal kami yang diasah dengan baik untuk merancang dan membangun lingkungan kerja sel ke pesta. Kemampuan kami untuk mengintegrasikan cobot ke dalam sistem yang mencakup delapan operasi yang diperlukan untuk merakit bagian injektor bahan bakar menghemat banyak investasi perusahaan. Keuntungan lainnya adalah dengan kemampuan desain dan pembangunan internal kami, kami dapat dengan mudah melakukan perubahan dan peningkatan seiring berjalannya waktu.”

Hari ini, operasi perakitan Mr Lindeman terdiri dari dua langkah oleh Mr Lindeman, memuat palet dan mengemas bagian yang sudah jadi. Ethel melakukan enam operasi di antaranya. Mereka memiliki hubungan yang hebat.

Encore
Pemasangan Ethel di Vanamatic telah sukses. Itu melakukan pekerjaan perakitannya tanpa keluhan dan yang paling penting, tidak ada suku cadang yang dikirim.

Cobot kedua, juga UR3, tiba di Vanamatic kurang dari setahun setelah Ethel. Dinamakan Roxy oleh pawangnya, Gene Dickman, tugasnya lebih mudah daripada Ethel. Pada dasarnya, dia memenuhi kebutuhan mesin bubut Omni-Turn, memuatnya dengan blanko dan melepas bagian yang sudah jadi.

Untuk operasi ini, fleksibilitas Roxy-lah yang menjadi kekuatannya. Omni menjalankan bagian-bagian yang volumenya lebih rendah dan campurannya lebih tinggi. Kemampuan untuk dengan cepat mengubah program dan end-effectors (grippers) adalah kunci kesuksesannya.

Dengan aplikasi ini, Vanamatic meminta rekayasa internal untuk merancang dan mengintegrasikan gripper ganda, sehingga Roxy hanya perlu masuk ke mesin sekali untuk memuat dan membongkar bagian-bagiannya. Jejak kecil dan bobot robot yang relatif ringan (24,3 pon) memungkinkannya dipasang dengan mudah di bagian depan Omni-turn. Insinyur Vanamatic menyusun dan membuat braket pemasangan khusus yang mengintegrasikan mesin dan Roxy. Mereka juga menulis perangkat lunak antarmuka yang memungkinkan robot dan mesin untuk berkomunikasi.

Belajar dengan Melakukan
Pendidikan bersifat kumulatif. Umumnya, orang mempelajari hal-hal baru dengan membangun dasar yang dibuat dari pelajaran sebelumnya yang telah mereka pelajari.

Itulah yang terjadi pada instalasi cobot ketiga Vanamatic, Rocky. Rocky mulai beroperasi sekitar 196 hari setelah perusahaan mengintegrasikan Roxy, dan seiring dengan kurva pembelajaran untuk mengintegrasikan mesin-mesin ini dan peralatan tambahan yang diperlukan, waktu antar proyek dipersingkat.

Rocky, dinamai oleh pawangnya, Paul Meiring, adalah model UR3 lain dari Universal Robots. “Kami menerapkan apa yang kami pelajari dari dua aplikasi cobot pertama saat mengaktifkan dan menjalankan Rocky,” kata Mr. Wiltsie.

Tugas yang dipilih untuk Rocky adalah pekerjaan merawat mesin lain (kali ini di VMC) yang lebih rumit daripada tugas Roxy. Seperti dua aplikasi lainnya, insinyur Vanamatic membuat model operasi virtual termasuk orientasi konveyor bagian yang masuk dan keluar.
Untuk pekerjaan pemuatan ini, cobot perlu ditempatkan di dalam zona kerja mesin untuk menghilangkan membuka dan menutup pintu. Karena batas yang ketat di dalam mesin, Rocky dipasang terbalik dan dipasang ke kolom mesin dengan braket yang dirancang dan dibangun di rumah. Bagian kosong dimuat ke konveyor yang terletak di luar pelindung dan mengirimkan bagian kosong ke Rocky.

Rocky mengambil bagian yang kosong dari lokasi tetap pada konveyor, tetapi memiliki tugas tambahan untuk memindahkan benda kerja ke stasiun penjepit kedua pada workholder. Pengaturan waktu antara cobot dan mesin CNC diprogram oleh Vanamatic menggunakan komunikasi antara robot dan mesin.

Setelah bagian dikerjakan, Rocky memverifikasi setiap bagian menggunakan pengukur Cognex dalam proses sebelum melepaskannya ke konveyor keluar. Cobot diprogram untuk membongkar bagian yang ditolak ke tempat sampah terpisah dan, jika ada tiga kegagalan berturut-turut, itu akan berbunyi.

“Instalasi ini merupakan langkah maju dari pemuatan VMC kami,” kata Mr. Wiltsie. “Dibandingkan dengan shuttle loader yang sebelumnya kami integrasikan ke dalam VMC kami, fleksibilitas sistem cobot yang sekarang kami nikmati menunjukkan komitmen terhadap pertumbuhan bisnis kami di masa depan.”

Sumber Bantuan yang Mengejutkan
Ketika manajemen Vanamatic bergerak maju dengan rencana integrasi untuk lantai toko, ia menemukan sekutu yang mungkin tidak dipertimbangkan banyak orang. Perusahaan, seperti kebanyakan, berurusan dengan Biro Kompensasi Pekerja (BWC). Kadang-kadang transaksi tersebut bisa kurang ramah karena peran penegakan peraturan BWC.

Namun, dalam kasus proyek instalasi cobot Vanamatic, semangat kebersamaan ditemukan di BWC. Di negara bagian Ohio, BWC telah memberikan uang yang tersedia untuk bisnis untuk membantu mereka mengurangi klaim kompensasi pekerja potensial dengan cara yang sederhana dan kompleks.

Vanamatic mengajukan permohonan dan dianugerahi hibah untuk upaya otomatisasinya, yang secara signifikan berkontribusi pada biaya pembelian dan pemasangan cobot-nya. Meskipun penawaran hibah semacam itu mungkin tidak tersedia di semua negara bagian, tidak ada salahnya untuk bertanya.

Apakah toko sedang melihat integrasi sistem menggunakan otomatisasi atau komunikasi atau teknik alur kerja yang lebih baik, pembenaran lantai toko bukanlah tentang penggantian pekerja. Sebaliknya, ini melibatkan peningkatan pekerjaan pekerja. Mr. Wiltsie dan Ohio BWC tampaknya setuju pada poin bahwa terkadang masalah rekrutmen di seluruh industri bisa lebih sedikit tentang orang-orang dan lebih banyak tentang pekerjaan yang diminta dari kita untuk dilakukan.

*Vanamatic telah menjadi anggota PMPA sejak tahun 1957.