Isi Shift Malam dengan Cobot Perawatan Mesin

Setelah Troy Ojalehto (kiri) dari Rapid Design Solutions mengembangkan aplikasi awal, teknisi otomatisasi Toolcraft Brian Laulainen mampu menangani operasi harian selain mengembangkan stasiun pembilasan dan pengeringan suku cadang sebagai aplikasi tambahan untuk UR5e, sebuah cobot dari Robot Universal. Pak Laulainen melakukan pelatihan melalui UR Academy, kemudian dilengkapi dengan beberapa jam pelatihan langsung dengan Pak Ojalehto.

Toolcraft, sebuah toko mesin kecil di Seattle, perlu mengotomatisasi tugas perawatan mesin tiga operasi yang menantang di dalam mesin CNC-nya. Terkesan dengan cobot andalan baru Universal Robots (UR), UR5e, dan kemampuan pengulangan dan penginderaan kekuatan/torsi 30 mikron, toko mengambil tugas dan menghemat 23% biaya produksi dan meningkatkan throughput 43%.

Momen kritis yang mendorong langkah ini terjadi ketika pesanan besar mendorong Toolcraft untuk menambahkan shift ketiga untuk produksi 24/7. “Tidak ada yang mau berlari pada shift ketiga di sekitar sini,” kata Steve Wittenberg, direktur operasi. Di daerah dengan pengangguran 3%, toko itu tidak mendapat banyak tanggapan atas iklan yang diinginkannya. Dia mulai melihat opsi otomatisasi yang berbeda, awalnya mempertimbangkan robot industri tradisional.

Melihat hanya pada perangkat keras, sepertinya robot tradisional, akan menjadi solusi yang lebih hemat biaya, kata Wittenberg. “Tetapi begitu kami mulai mempertimbangkan penghematan karena tidak perlu mendirikan kandang pengaman — dan menghemat waktu untuk kemudahan penggunaan, menghindari banyak pemrograman yang rumit — Universal Robots akhirnya menjadi solusi yang tepat.”

Komponen perangkat medis multi-ulir ini membutuhkan presisi tinggi dan penanganan tiga langkah di dalam peralatan mesin, sehingga memerlukan penambahan shift ketiga. Solusi Toolcraft adalah menyerahkan mesin yang merawat robot kolaboratif, UR5e.

Cobot Bekerja Shift Malam

Pesanan yang mendorong investasi ini adalah untuk bagian multi-ulir untuk perangkat medis. Bagian ini perlu dimuat ke dalam operasi pemesinan CNC tiga langkah yang akan berjalan selama shift ketiga. Toolcraft mendiskusikan tantangan tersebut dengan Rapid Design Solutions, integrator sistem bersertifikat dari Universal Robots.

“Saat Anda melakukan pemesinan presisi multi-operasi, persyaratan akurasi meningkat,” kata pemilik Rapid Designs Solutions, Troy Ojalehto. “Ketika kami mendengar bahwa pengulangan UR5e turun hingga 30 mikron, kami sangat senang. Itu benar-benar bersaing di ruang yang sama dengan robot industri tradisional, jadi itu sangat besar bagi kami. Saya belum pernah melihat cobot lain menangani tingkat presisi ini dengan suku cadang multi-operasi seperti ini, dengan stok mentah masuk dan suku cadang presisi selesai keluar.”

Enam bulan setelah implementasi, Mr. Wittenberg mengatakan bahwa toko tersebut langsung melihat peningkatan produksi. “Kami dapat mengatur shift ketiga itu dan beralih dari memproduksi 255 suku cadang seminggu menjadi 370 suku cadang per minggu. Bersamaan dengan itu, kami dapat menyelesaikan produksi tahun kami tujuh minggu lebih awal, sehingga membebaskan mesin tersebut untuk memproduksi suku cadang untuk pekerjaan lain.”

Dia menambahkan Toolcraft melihat ROI sekitar 12 bulan.

Robot Dengan Sentuhan Manusia

Salah satu fitur baru di lini andalan Universal Robots adalah umpan balik paksa di semua sambungan, yang merupakan kunci untuk memastikan bagian tersebut pas dengan pemasangan alat mesin. “Menggunakan gaya gerak dengan kebebasan di sumbu X, Y dan rotasi Z, kita dapat memaksa bagian di sana, menggoyangkannya, dan memprogram kepatuhan itu dengan sangat mudah untuk memungkinkan sentuhan manusia pada robot,” kata Mr. Ojalehto. Saat dia berbicara, pemilik Toolcraft Karl Niemela mampir dan melaporkan bahwa perusahaannya telah memutuskan untuk memberi nama robot Clarence. “Nama yang canggih untuk robot yang canggih,” katanya sambil tersenyum.

“Fungsi free-drive UR ​​sangat mengurangi waktu untuk mengajarkan poin robot,” kata Pak Ojalehto. Cobot UR dapat dengan mudah diprogram melalui metode pengajaran hanya dengan menggerakkan lengan melalui titik arah yang diinginkan yang ditambahkan ke program pada liontin pengajaran. Saat cobot sedang digunakan, Toolcraft menggunakan simulator UR untuk membuat seluruh program untuk stasiun pembilasan dan pengeringan suku cadang secara offline, memasukkan titik jalan saat mereka mentransfer program ke liontin pengajaran.

Cobot Membersihkan

Sementara cobot berhasil membantu toko menerapkan produksi 24/7, cobot masih belum bekerja secara maksimal. Siklus pemesinan berlangsung total 56 menit, tetapi UR5e hanya sibuk merawat suku cadang selama enam menit. “Selebihnya, cobot hanya nongkrong menunggu siklus berikutnya. Kami ingin membuatnya tetap sibuk,” kata Mr. Wittenberg. Untuk menghabiskan lebih banyak waktu cobot, toko menambahkan bagian pembilasan dan pembersihan.

Menampilkan pengulangan 30 mikron, UR5e mampu secara tepat memasukkan bagian multi-ulir ke dalam perlengkapan. Siklus CNC mencakup tiga operasi di pusat permesinan vertikal:dua perlengkapan ragum dan satu di unit putar sumbu keempat.

Saat UR5e mengeluarkan bagian mesin dari CNC, UR5e mencelupkan bagian ke dalam larutan pembilas, melewatinya melalui jet udara, dan menempatkan bagian yang dicuci dan dikeringkan di rak untuk pengiriman. Bengkel mesin juga dapat mengontrol perlengkapan pneumatik dan aktuator pintu melalui antarmuka I/O UR5e. “Ini sangat mengurangi kebutuhan akan kabel CNC dan mempertahankan semua fungsi keselamatan standar CNC,” jelas Mr. Ojalehto.

Belajar Memprogram

Sementara Toolcraft meminta bantuan integrator sistem untuk menjalankan dan menjalankan aplikasi awal, bengkel mesin dapat memprogram dan menginstal stasiun pembilasan dan pengeringan sendiri. “Yang benar-benar memungkinkan kami melakukan ini adalah semua dukungan online gratis yang diberikan Universal Robots kepada Anda,” kata Wittenberg. “Setelah teknisi otomatisasi kami mengikuti kursus online UR Academy, dia menghabiskan beberapa jam dengan integrator dan dapat menambahkan stasiun tersebut ke siklus cobot.”

Toolcraft memilih gripper PneuConnect dari PHD sebagai end-of-arm-tooling untuk UR5e. Bersertifikat UR+ berarti gripper disertifikasi untuk bekerja tanpa hambatan dengan cobot UR, dengan semua perangkat lunak pemrograman terintegrasi langsung pada teaching pendant cobot UR.

“Kami tidak memiliki pengalaman sama sekali dengan robot di Toolcraft,” kata Brian Laulainen, teknisi otomatisasi Toolcraft. “UR Academy adalah kursus yang sangat intuitif, interaktif, dan menyenangkan untuk diambil. Itu membuat belajar jauh lebih menarik daripada hanya membaca buku.”

Pada awalnya, Mr. Wittenberg khawatir bahwa produksi akan turun selama fase pemrograman stasiun pembilasan karena cobot akan ditarik dari tugas perawatan mesin regulernya. Namun, tim menemukan bahwa mereka dapat menggunakan simulator dan program Universal Robots hampir seluruh tambahan siklus offline sementara cobot terus bekerja. Program offline cukup dimuat melalui USB langsung ke liontin pengajaran UR5e. “Dalam program yang saya lakukan di kantor saya, saya hanya mengatur titik jalan kosong. Begitu saya berada di sebelah cobot, saya dapat dengan cepat menggunakan gerakan free-drive dan memindahkan robot ke posisi yang benar dan mengajarkan titik arah yang baru,” kata Laulainen.

Dengan UR5e, Toolcraft dapat menyelesaikan produksi tahunannya tujuh minggu lebih cepat dibandingkan dengan tenaga kerja manual.

Setahun Lagi, Cobot Lagi

Dengan instalasi cobot pertama yang berhasil, Toolcraft sekarang berencana untuk memasang satu cobot tambahan setiap tahun ke depan. “Fakta bahwa teknisi otomatisasi kami sekarang dapat masuk dan memecahkan masalah apa pun yang muncul akan menjadi kunci untuk memenuhi tujuan ini,” kata Wittenberg. Tugas berikutnya yang dia harapkan untuk diotomatisasi di lantai bengkel adalah merawat pusat permesinan horizontal. “Itu adalah tantangan potensial, karena pabrik menggunakan batu nisan putar yang ditukar masuk dan keluar dari mesin penggilingan, yang menciptakan beberapa kesulitan dengan pemasangan. Namun kami yakin dapat menyelesaikan masalah tersebut menggunakan Robot Universal dan beberapa inovasi dalam pemasangan.”