Video:Toko Mesin Membuat Sel Mesin Robot Sebelum Ada Pekerjaan untuk Itu

Sel mesin robot ini menghasilkan tabung untuk sistem bahan bakar otomotif. Temukan apa yang mencakup sel ini di Alat Kustom di Cookeville, Tennessee, termasuk workholding, dispenser suku cadang, pemindai keselamatan, dan pengumpul suku cadang.

Pernahkah Anda membeli peralatan dengan mengetahui bahwa itu akan digunakan dengan baik pada akhirnya, tetapi pada saat itu tidak memiliki alasan untuk membelinya selain itu adalah sesuatu yang telah Anda lihat? Saya berkesempatan mengunjungi toko mesin yang dapat menjawab ya untuk pertanyaan ini dan sama sekali tidak menyesali investasi tersebut. Faktanya, telah terjadi peningkatan throughput untuk satu pekerjaan pemesinan volume tinggi, dan tim otomasi telah mempelajari keterampilan baru yang diyakini akan bermanfaat bagi banyak proyek pemeliharaan mesin otomatis di masa mendatang.

Pada tahun 2018, manajemen di Custom Tool Inc. (Cookeville, Tennessee) penasaran dengan teknologi yang asing bagi anggota tim. Meskipun toko itu tidak asing dengan otomatisasi yang memiliki sel las otomatis, toko itu tidak memiliki pengalaman dengan integrasi otomatis robot yang merawat mesin. Oleh karena itu, dengan satu-satunya tujuan untuk mempelajari integrasi robot untuk pekerjaan masa depan di mana otomatisasi mungkin bermanfaat, tim membeli lengan robot dan meluangkan waktu untuk membiasakan diri dengan cara memprogramnya, menambahkan komponen end-effector dan menghubungkannya dengan mesin. alat.

Proyeksi tim terbukti tidak hanya bijaksana tetapi juga tepat waktu. Tak lama setelah investasinya di robot, toko mesin menerima pesanan yang diyakini tim akan mendapat manfaat dari otomatisasi. Visi manajemen akhirnya divalidasi ketika proyek otomatisasi ini bekerja lebih efisien, memberikan lebih banyak konsistensi, penghematan waktu, peningkatan throughput, dan kemampuan untuk menerapkan operator di peralatan mesin lain di lantai pabrik yang membutuhkan otak manusia.

Apakah itu Keberuntungan atau Takdir?

Beberapa orang mungkin mengatakan bahwa detail cerita ini sangat bagus sehingga toko itu pasti “beruntung”. Namun, kutipan "Anda membuat keberuntungan Anda sendiri" bergema di sini. Bob Young, wakil presiden Alat Kustom, dan saudara laki-lakinya serta presiden perusahaan, Gillen Young, membuka mata mereka untuk peluang otomatisasi. Oleh karena itu, untuk mengatakan cerita yang akan saya ceritakan ini adalah keberuntungan yang sulit. Tetapi orang dapat menyimpulkan bahwa bintang-bintang selaras untuk toko, meskipun beberapa rintangan sedang menunggu tim dalam perjalanan integrasi diri robotnya.

Sel mesin robot ini terdiri dari robot enam sumbu FANUC M-10 yang merawat Hardinge Bridgeport V480 VMC. Otomatisasi menghilangkan sebagian besar elemen interaksi manusia, meskipun beberapa pemantauan operator diperlukan. Pengaturan ini membebaskan operator untuk melakukan pekerjaan lain yang diperlukan di lantai toko di Alat Kustom.

Meskipun Custom Tool belum mengintegrasikan robot sebelum tahun 2018, perusahaan, yang sebagian besar melayani pasar kedirgantaraan, pertahanan, medis dan otomotif, mulai mengotomatisasi ketika menambahkan pengumpan batang ke pusat balik CNC yang ada di lantai tokonya pada tahun 2008 Sejak saat itu, ia sangat percaya pada mesin mati lampu di banyak mesinnya. Selain itu,

Tim otomatisasi Alat Kustom harus tetap fleksibel, karena mengetahui bahwa spesifikasi pesanan bagian dapat berubah dengan cepat. Sel mesin robot awalnya memproduksi tabung panjang 27” dengan lubang 5,5 mm di satu sisi, tetapi kemudian pelanggan memodifikasi pesanannya menjadi tabung 34”. Juga, toko diberitahu bahwa lubang tidak boleh memiliki gerinda setelah mulai membuat pesanan.

telah mengotomatiskan beberapa rutinitas pengukuran untuk beberapa bagian yang dikerjakan dalam semalam serta pengumpulan data (lihat bilah sisi) untuk strategi perencanaan log produksi lokalnya. Meskipun sebagian besar pekerjaan toko mencakup bagian dengan diameter 2 inci dan lebih kecil, terkadang bercabang untuk memenuhi kebutuhan pelanggan. Misalnya, ia juga memiliki sel las robot setelah dibeli untuk menyelesaikan pekerjaan perbaikan khusus untuk pelanggan.

Proyek otomatisasi berikutnya muncul dengan sendirinya ketika toko menerima pesanan dari pemasok ke perusahaan otomotif tingkat 1 untuk mengebor tabung baja tahan karat untuk sistem bahan bakar otomotif pada tahun 2018. Bob Young dan tim otomatisasi, yang dipimpin oleh manajer manufaktur perusahaan dan tahun 2020 Permesinan Produksi Emerging Leader, Clay Adcock, memutuskan bahwa robot yang mereka beli awal tahun itu semata-mata untuk mempelajari cara mengintegrasikannya dapat dihubungkan pada pusat permesinan vertikal untuk membuat sel yang akan sempurna untuk pesanan suku cadang bervolume tinggi yang telah mereka terima. Tim memesan Hardinge Bridgeport V480 APC VMC dengan pengubah palet untuk dipasangkan dengan robot FANUC M-10 yang sudah dibeli sebelumnya. Robot, menurut mereka, akan cocok untuk memuat dan menurunkan benda kerja untuk aplikasi yang membutuhkan konsistensi ini.

Meskipun ide sel otomatisasi ini tampaknya menjadi solusi, mempelajari seluk beluk sel bukanlah proses yang cepat atau mudah. Kurva pembelajaran baru saja dimulai untuk tim, diikuti dengan coba-coba. Namun, hasilnya sepadan dengan usaha; manajemen tidak akan melakukannya dengan cara lain.

Proses dan Tantangan Integrasi Mandiri

Setelah VMC dikirim, tim otomatisasi di Alat Kustom membutuhkan waktu sekitar delapan bulan untuk mengetahui proses integrasi dengan robot FANUC dan menjalankan sel seperti yang diperlukan untuk memenuhi persyaratan bagian pelanggan. Namun, selama masa pembelajaran, perusahaan masih harus memenuhi pesanan yang terdiri dari pengeboran lubang 5,5 mm di salah satu sisi tabung stainless steel berdiameter 3/8 inci yang panjangnya 27 dan 34 inci, dengan volume berkisar 250.000. bagian per tahun.

Sistem membutuhkan presentasi bagian yang tepat dari “ dispenser tusuk gigi” yang dirancang dan dibuat oleh Alat Kustom. Tempat sampah memiliki sensor di atasnya yang memberi tahu kontrol saat tempat sampah hampir habis.

Oleh karena itu, operator secara manual memuat dan menurunkan VMC selama waktu itu, yang menyelesaikan pekerjaan, tetapi tidak seefisien yang kemudian terbukti dengan otomatisasi. Setelah proyek integrasi mandiri selesai, dan sel otomatisasi aktif dan berjalan, manajemen menyadari peningkatan konsistensi dan peningkatan 20% dalam throughput.

“Kami melakukan banyak pelacakan angka, bukan karena kami mencoba bermain sebagai Kakak, tetapi kami hanya mencoba belajar dari sudut pandang itu,” jelas Young. “Dan kami menghargai kerja keras yang dilakukan operator di ujung depan alat berat ini, tetapi ini adalah pekerjaan fisik. Bahkan dengan upaya terbaik mereka, kami masih tidak dapat melihat konsistensi yang dapat kami peroleh dari aspek otomatisasinya.” Dia menjelaskan konsistensi yang baru ditemukan bahwa otomatisasi memberikan “seperti jarum jam”.

Operator Andy Paul membersihkan lubang di tabung baja tahan karat setelah keluar dari sel mesin robot. Bagian tersebut akan digunakan dalam sistem bahan bakar otomotif.

Sistem ini membutuhkan presentasi bagian yang tepat dari apa yang oleh Young diberi label "dispenser tusuk gigi". Tempat sampah aluminium yang dirancang dan dibuat oleh tim Alat Kustom ini menyelaraskan tabung untuk memudahkan pengambilan robot. Robot kemudian memuat tabung ke perlengkapan di palet di luar zona pemesinan VMC, sementara VMC mengebor tabung terpasang di palet lain.

Setelah semua tabung pada palet di dalam mesin dibor, pengubah palet berputar untuk membawa bagian yang sudah selesai ke luar mesin dan benda kerja baru di dalam mesin. Robot kemudian mengambil setiap bagian yang telah selesai, mengeluarkannya dari perlengkapan dan menempatkannya di wadah material saat mesin mulai mengebor benda kerja baru. Dari sana, setiap bagian yang telah selesai diperiksa dan dibersihkan, kemudian dipindahkan untuk dikemas.

Meskipun tugas robot terdengar sederhana, Young mengatakan timnya menemukan beberapa rintangan besar untuk integrasi yang tepat:pemasangan, presentasi bagian ke robot, dan pemrograman PLC sel.

Rintangan-rintangan ini dapat dan telah diatasi tetapi mengetahui tantangan sebelumnya dapat membantu. Dia mengatakan gerakan sekecil apa pun dari fixture dapat menyebabkan robot tidak memegang bagian dengan benar. Juga, presentasi bagian untuk robot itu penting, tetapi tidak mudah dilakukan dengan tepat, seperti yang diminta robot. Setiap detail kecil dari proses harus dipertimbangkan, jelasnya. Misalnya, bagaimana robot mendapatkan material dan apa yang dilakukan robot dengan material tersebut setelah selesai.

Untuk PLC, Young menjelaskan bahwa membeli perangkat lunak dan memahami cara kerjanya juga merupakan pekerjaan besar.

Memilih Peralatan yang Tepat

Saat Young mulai berburu perkakas canggih, dia dan timnya memutuskan untuk menggunakan sistem cengkeraman yang digerakkan secara elektrik dari Schunk Inc.

Alat Kustom menggunakan sistem pencengkeram yang digerakkan secara elektrik dari Schunk Inc. versus sistem pneumatik. Meskipun ada pro dan kontra untuk setiap tipe, Bob Young percaya bahwa versi elektrik adalah pilihan yang lebih cerdas untuk tokonya.

versus yang pneumatik. Meskipun ada pro dan kontra untuk setiap tipe, dia yakin versi elektrik adalah pilihan yang lebih cerdas untuk Custom Tool. Fakta bahwa sistem yang digerakkan secara elektrik membutuhkan lebih sedikit aksesori menarik karena tujuannya adalah menjaga konfigurasi sesederhana mungkin. Misalnya, FANUC M-10 dengan grip yang digerakkan secara elektrik yang ia gambarkan sebagai "bersih" dengan hanya beberapa kabel, sedangkan sistem pneumatik membutuhkan maskapai, yang memperumit konfigurasi.

M-10 adalah robot enam sumbu yang dirancang khusus untuk sel kerja kecil dan dapat mengangkat hingga 12 kg. Young membeli robot dengan sensor gaya, yang sangat dia rekomendasikan. Sensor gaya memungkinkan robot mendeteksi gaya dan torsi yang diterapkan pada efektor akhir. Ini memberinya rasa sentuhan yang hampir manusiawi. Mengejutkan bagi Young dan timnya, sensor gaya tidak sulit disiapkan dan digunakan.

"Kami pikir sensor gaya akan menjadi salah satu aspek yang lebih menantang, tapi itu cukup mudah," katanya. “Terkadang kita perlu melewati penghalang dari apa yang kita pikir tidak akan berhasil.”

Setelah pembelian robot dan pesanan masuk, saatnya mencari mesin perkakas yang tepat untuk pekerjaan tersebut. Hardinge Bridgeport V480 APC VMC menarik bagi Young karena sistem penggantian paletnya yang memaksimalkan waktu kerja spindel.

“Ini bukan tentang ukuran mesin yang menjadi kekuatan pendorong karena kami kebanyakan membuat suku cadang yang dapat Anda pegang di telapak tangan Anda,” jelas Young. “Itu adalah kemampuan mesin untuk melanjutkan siklus, indeks, dan proses. Itu membuat proses yang sangat dapat diprediksi dan bagus untuk penjadwalan dan perencanaan.”

Pemindai area Keyence SZ-V Series menawarkan 27,56 kaki. zona perlindungan di sekitar sel pemesinan robot di Alat Kustom. Alat ini memberikan sensitivitas yang mengesankan yang diketahui dapat mendeteksi ngengat yang terbang melalui area yang menyebabkan robot mati.

Setelah sel robot/alat mesin terintegrasi, robot pada awalnya dikurung. Namun menyadari ada opsi yang lebih baik untuk kemudahan penggunaan dan akses alat berat, tim otomatisasi memutuskan untuk berinvestasi dalam pemindai area Keyence SZ-V Series sebagai alternatif, setelah sekitar satu tahun menggunakan sangkar.

Young menjelaskan bahwa pemindai adalah salah satu pembelian terbaik mereka karena menghemat ruang dan waktu yang diperlukan untuk mematikan robot, membuka dan menutup pintu sangkar, dan secara umum meningkatkan lingkungan pemesinan.

Selain itu, sensitivitas pemindai sangat mengesankan bagi tim. Young tercengang ketika dia menyaksikan robot mati satu hari setelah ngengat terbang ke zona pemindai.

Saudara-saudara Muda memahami pentingnya mengumpulkan data dari peralatan mesin mereka juga. Jadi, ketika mereka mengimplementasikan sel ini, mereka juga mengimplementasikan MT Connect sebagai antarmuka untuk mengumpulkan informasi darinya ke dalam sistem perencanaan log produksi mereka.

Manfaat Integrasi Mandiri

Karena waktu, keterampilan, dan tenaga yang diperlukan untuk mengintegrasikan sendiri sel robot, orang mungkin bertanya-tanya mengapa Alat Kustom memilih untuk menempuh rute "keras" daripada menyewa integrator untuk melakukan pekerjaan yang menantang ini. Young menggambarkan dedikasi melakukan integrasi secara internal sebagai investasi dalam proyek masa depan dan cara untuk mendapatkan kecerdasan permesinan. Dia tidak hanya berusaha agar tim dapat mengintegrasikan lebih banyak robot untuk pekerjaan masa depan di lantai pabrik, tetapi dia mengatakan pendekatan do-it-yourself mereka telah memaksa mereka untuk menjadi sangat akrab dengan mesin dan robot, dan memahami apa ada di dalam panel kontrol, termasuk kode M dan bagaimana semua komponen berfungsi bersama.

Meskipun beberapa peralatan Alat Kustom mati lampu , Young memutuskan untuk tidak mematikan lampu sel mesin robotik ini. Itu karena pesanan dijalankan menggunakan bahan pelanggan. Oleh karena itu, jika terjadi kesalahan pada saat mati lampu yang menyebabkan scrap, perusahaan berisiko menyia-nyiakan material pelanggan.

Atau, jika perusahaan memilih untuk bekerja dengan integrator robot, masih ada kurva pembelajaran, jelas Young. Seiring dengan pertimbangan untuk mengintegrasikan bahwa manajemen akan menjadi bagian dari serta kesulitan dan tantangan belajar tentang peralatan, setelah integrasi ditandatangani adalah tugas toko untuk menjaga sel tetap aktif dan berjalan. Oleh karena itu, mereka berpikir bahwa tidak ada salahnya untuk meluangkan waktu dan mengintegrasikan diri mereka untuk mengetahui semua sistem di dalam dan di luar. Opsi ini menghemat uang untuk menyewa integrator luar.

Karena Alat Kustom terus berkembang dan berinvestasi dalam peralatan modal, Young hanya membeli peralatan mesin yang dilengkapi dengan antarmuka robot untuk mempermudah integrasi robot saat ada kesempatan lagi.

Disiapkan untuk Pertumbuhan

Dengan niat penuh untuk mengembangkan segmen otomatisasi Alat Kustom, Young sekarang merasa bahwa bisnisnya siap untuk mengambil lebih banyak pekerjaan ini karena investasinya baru-baru ini dalam mesin dengan antarmuka robot. “Jika mesin sudah siap, kita hanya perlu memprogram robot dan mencari tahu penanganan material,” kata Young. “Kami sudah menyiapkan untuk melakukan integrasi.” Dia menambahkan bahwa, di tokonya, dia tidak pernah tahu pekerjaan apa yang akan datang selanjutnya.

Memiliki pola pikir otomatisasi berarti bahwa perusahaan selalu melihat otomatisasi sebagai kemungkinan untuk pesanan apa pun. Faktanya, Young mengatakan bahwa dia sepenuhnya berharap bahwa jika tren pekerjaan yang dia lihat sekarang berlanjut, dalam 12 bulan dari sekarang dia akan membicarakan proyek integrasi lainnya.

Dengan sel terintegrasi yang sekarang sudah mapan, perusahaan dapat menjalankannya 14 hingga 16 jam sehari, lima hari seminggu, dengan hanya operator ringan yang memantau pekerjaan. Akankah tim mencapai tujuannya untuk menjalankan sel 18 hingga 20 jam sehari? Itu tergantung ketersediaan material dari pelanggan.

Alat Kustom Inc. | 931-432-6609 | customtoolinc.com

Harding Inc. | 800-843-8801 | hardinge.com

FANUC Amerika | 800-477-6268 | fanucamerica.com

Sistem Pengumpulan Data Otomatis Mengkompilasi Info Setiap 20 Menit

Sistem pengumpulan dan pelaporan data otomatis Alat Kustom yang dikembangkan oleh presiden perusahaan, Gillen Young, menggunakan platform Industrial Internet of Things (IIoT) berbasis web untuk menarik data dari mesin yang memiliki agen untuk protokol komunikasi MTConnect sumber terbuka serta perangkat lunak perencanaan sumber daya perusahaan (ERP) JobBoss perusahaan. Platformnya adalah Devicewise for Factory dari Telit, sebuah perusahaan yang menawarkan modul IIoT, perangkat lunak dan layanan serta perangkat lunak konektivitas.

Gillen mengatakan manfaat dari sistem ini adalah antarmuka dengan berbagai pengontrol dan tidak diperlukan pemrograman khusus untuk pengumpulan data. Ini dikonfigurasi untuk secara otomatis menarik semua data yang sebelumnya dikumpulkan secara manual dari mesin (jumlah bagian, kode mesin, dan lainnya) serta data ERP (nomor pekerjaan, deskripsi pekerjaan, tanggal pesanan, jumlah pesanan, tanggal pengiriman, dan sebagainya) dan menyimpannya di cloud. Data dapat diakses melalui dasbor web. Laporan kemudian dapat dibuat untuk menunjukkan secara lebih grafis apa yang sebelumnya tersedia di spreadsheet log produksi.

Sistem telah mengumpulkan data setiap 20 menit sejak awal Juni 2018 tanpa kehilangan entri untuk mesin yang sedang berjalan. Tiga pusat pembubutan dan satu pabrik saat ini terhubung. Pabrik lain masih memerlukan agen MTConnect untuk diinstal sebelum dapat dihubungkan. Gillen mengatakan ada banyak produk pemantauan mesin yang bagus yang tersedia. Namun, latar belakang teknisnya memberikan kesempatan untuk mengeksplorasi solusi internal yang membahas informasi bisnis yang paling ingin diketahui toko. Dia juga merasa kemampuan pengumpulan data ini juga dapat menghasilkan analisis yang lebih canggih, seperti mengaitkan waktu pemotongan ke jenis alat pemotong atau sisipan tertentu.