Cobot Memberdayakan Donnelly Custom Manufacturing untuk Mengoptimalkan Keseimbangan Manusia-Otomasi
Donnelly Custom Manufacturing adalah pengecor cetak custom short‑run, high‑mix yang melakukan lebih dari 40 pergantian cetakan sehari pada 37 mesin injeksi untuk melayani kebutuhan volume rendah‑menengah pelanggan (lihat artikel sebelumnya di Maret ’15 dan Sept. ’12). Salah satu tantangan utamanya adalah mempelajari di mana dan bagaimana mengotomatisasi pekerjaan yang mungkin hanya berjalan beberapa jam.
Seperti yang dijelaskan oleh presiden Ron Kirscht, kurva pembelajaran yang berkelanjutan ini didorong oleh serangkaian tahun penjualan rekor—$36,2 juta pada 2018—which keeps Donnelly’s Alexandria, Minn., plant busy, even with the addition of two new presses last year. “Kami perlu menjadi cepat tangkas sambil memanfaatkan keahlian short‑run kami untuk mengelola secara efektif dan menghemat waktu dalam proses kritis, baik setup maupun run produksi,” katanya.
Selama lebih dari satu dekade, Donnelly telah menambahkan robotika, memasang part remover gaya Cartesian pada semua mesin di atas 140 ton. Robot ini membebaskan karyawan untuk tugas bernilai lebih tinggi seperti las, dekorasi, dan mesin. Dalam lima tahun terakhir, perusahaan telah menjelajahi robot kolaborasi, atau cobot. Ia memulai dengan memasang dua cobot Baxter dari Rethink Robotics yang sudah tutup (teknologinya diakuisisi oleh Hahn Group Jerman). Donnelly menggunakannya untuk tugas ambil-taruh sederhana, seperti packing atau clipping sprue. “Packing kotak memakan waktu setengah operator,” ujar Kirscht. “Baxter dapat melakukannya dan menghitung tanpa perlu menimbang kotak.”
GOING COLLABORATIVE
Tahun lalu, Donnelly menjelajahi potensi lebih lanjut cobot dalam operasi sequensial yang lebih canggih. Perusahaan membeli cobot UR5 pertama dari Universal Robots. “Kami mengunjungi bengkel mesin CNC di sekitar kami yang menggunakan beberapa cobot UR. Kami dapat melihat bahwa mereka lebih cakap dari Baxter dalam kecepatan, presisi, dan kemudahan pemrograman,” kata Jerry Bienias, vice‑president operasi Donnelly.
Donnelly menempatkan UR5 untuk memuat dua insert kecil ke dalam cetakan dua rongga, lalu menghapus bagian, memotong gerben, dan menjatuhkan bagian ke dalam tabung dalam kotak—lima bagian per tabung. Seluruh urutan diselesaikan dalam siklus 40 detik, berkat end‑of‑arm tooling (EOAT) yang dikembangkan oleh Donnelly untuk memungkinkan cobot melakukan semua operasi dengan satu EOAT. Akibatnya, sel yang sebelumnya membutuhkan satu dan setengah operator kini hanya membutuhkan waktu setengah operator. (Lihat dalam aksi di sini.)
Bienias mengatakan Donnelly kemungkinan akan terus menggunakan cobot UR untuk pembelian di masa depan. Cobot Baxter, yang tidak lagi di pasar, tidak cocok untuk pemuatan insert karena arm shake. “Kami masih mencintai Baxter. Itu adalah peluncur kami ke dunia baru robotika kolaboratif,” katanya.
Sementara cobot dipuji karena keamanannya di sekitar orang, Donnelly memiliki hard guarding di sekitar area EOAT karena bagian yang dicetak memiliki tepi tajam yang dapat menyebabkan cedera melalui kontak tidak sengaja.
Cobot juga dipuji karena kemudahan pemrograman menggunakan metode ajar “lead‑through teach.” Setup yang akurat dari UR5 sangat penting untuk pemuatan insert. Salah satu faktor adalah cetakan, yang dipanaskan hingga 380 °F, yang melebar saat panas. UR5, dipasang pada roda, dicangkok ke pres, dan setup EOAT khusus yang cocok dengan versi produksi digunakan untuk “mengajari” robot di mana cetakan berada di ruang dengan menempatkan peg pada cetakan. Dalam lima hingga sepuluh menit, cobot terorientasi dengan cukup presisi untuk menempatkan insert dalam beberapa mils.
Meskipun Donnelly puas dengan penggunaan cobot yang berkembang, Kirscht menunjukkan bahwa “orang terus melakukan sebagian besar tugas manufaktur kritis di sini. Otomasi membantu kami lebih memahami sifat tugas yang dilakukan oleh manusia sehingga kami dapat mengidentifikasi peluang untuk mencapai keseimbangan yang tepat antara manusia dan otomasi.”
