PMI Meningkatkan Efisiensi Pengelasan dengan Robot Kolaboratif

Processed Metal Innovators LLC (PMI), Bloomer, Wis., adalah pengrajin logam yang menghasilkan ratusan bagian logam stempel dan las yang berbeda untuk peralatan berat, mobil, peralatan rumah tangga, dan lainnya. Ukuran bagian berkisar dari beberapa inci hingga 10' (3,048 m), dan dari bahan gauge tipis hingga 3/4" (19,05 mm) dan lebih tebal.

PMI dimulai dengan enam karyawan pada awal 1990-an. Pindah ke lokasi saat ini pada 1998 dan telah berkembang untuk mempekerjakan lebih dari 100 karyawan. Fasilitas dimulai dengan sekitar 60.000 ft2 (5.574 m2) dan sejak itu diperluas menjadi lebih dari 130.000 ft2 (12.077 m2).

Dengan sedikit pengelas bersertifikat yang tersedia dan robot las tradisional yang tidak dapat menangani run kecil, PMI beralih ke BotX Welder yang didukung cobot yang baru dirilis dari Universal Robots untuk meningkatkan produktivitas dan profitabilitas.

Erik Larson, vice president operasi di PMI, lelah menolak bisnis karena ketenagakerjaan. "Telah banyak bisnis yang datang mengetok pintu kami," katanya, "dan banyak dari itu di masa lalu kami telah harus no-bid karena memerlukan las. Kami hanya memiliki sekitar tujuh pengelas dan untuk beberapa pekerjaan ini kami membutuhkan sembilan atau sepuluh pengelas. Saat ini, kami memiliki cukup penawaran di luar sana yang akan memaksa kami untuk merekrut 30 pengelas lagi." Dengan kesenjangan tenaga kerja di Wisconsin sebelum virus corona (COVID-19) yang membuat sulit untuk merekrut pengelas bersertifikat dan dengan robot las tradisional tidak feasible untuk produksi high-mix/low-volume, Larson membutuhkan opsi lain.

Perusahaan telah sebelumnya beralih ke robot kolaboratif dari Universal Robots (UR), Odense, Denmark dan Boston, untuk merawat dua press mekanis.

Cobot mengambil bagian dari konveyor, menempatkan mereka dalam press untuk stempel, dan menghapus bagian ke konveyor lain. Robot kolaboratif pada press secara otomatis berhenti ketika seseorang memasuki work cell, terbukti aman dan hemat biaya dan memungkinkan pekerja untuk beralih ke peran yang lebih bernilai tinggi.

Cobot diimplementasikan oleh Hirebotics, Integrator Sistem Sertifikasi UR yang menyediakan robot yang terhubung cloud yang ditagih per jam untuk waktu mereka bekerja, menghilangkan pengeluaran modal dan menyederhanakan aplikasi. Keberhasilan ini mendorong PMI untuk menemukan aplikasi untuk diotomatisasi agar tetap berkembang. Ketika PMI mendengar tentang BotX welder baru dari Hirebotics, semuanya menjadi cocok.

"Kami memilih robot BotX karena mereka adalah robot kolaboratif dan Anda tidak perlu sistem pengamanan besar di sekitar mereka. Mereka sangat kecil, mudah digunakan, dan sangat mudah diprogram. Ini adalah paket saling menguntungkan—ini adalah masa depan untuk melakukan las kecil," ujar Larson.

BotX welder dirancang untuk implementasi dan pemrograman yang mudah, dan menggabungkan keahlian las luas dan dua tahun kolaborasi pengembangan dengan Red-D-Arc, Airgas, dan Air Liquide. Rob Goldiez, pendiri dan CEO Hirebotics, mengatakan, "Universal Robots adalah pilihan yang bagus untuk platform ini dibangun di sekitarnya untuk beberapa alasan: satu adalah platform yang sangat terbuka. Ini memungkinkan kami untuk mengontrol bagaimana robot melakukan dari cloud, dan e-Series baru memiliki kemampuan unik dalam sensor force torque bawaan, yang kami manfaatkan untuk memberikan pengalaman pengguna yang lebih baik untuk pelanggan akhir."

Pelajar dapat mengajarkan BotX las yang diperlukan melalui aplikasi Hirebotics pada smartphone atau tablet menggunakan library las yang dikembangkan untuk BotX.

"Tim Hirebotics datang, mereka membongkar BotX dari truk sewa mereka, dan dalam dua jam mereka telah menyiapkannya. Dalam setengah jam, saya menjalankannya dan memrogramnya dan melakukannya sendiri-sendiri," ujar Shaun Bruce, pemimpin area robotika dan otomasi PMI, menekankan aplikasi Hirebotics. "Saya bukan pengelas bersertifikat, tetapi saya mampu dengan mudah hanya memuat program, dan saya telah memetakan meja saya dalam gambar, jadi saya tahu di mana menempatkan tooling dan sistem jig saya, dan saya mampu bertukar antara bagian dalam waktu 15 menit," katanya.

Konsep kunci sistem robot BotX HireBotics adalah tidak ada investasi modal di depan. Hirebotics mengirimkan dan menyiapkan sistem dan semua yang harus disediakan pelanggan adalah gas dan daya standar. Setelah risiko penilaian, tidak ada pengamanan khusus yang diperlukan, dan perusahaan membayar tarif per jam hanya untuk waktu robot sebenarnya melas. "Dibandingkan dengan apa yang akan diterima karyawan untuk upah per jam mereka, ditambah semua biaya overhead mereka, Anda mungkin menghemat setengah dari apa yang akan Anda bayar kepada pengelas normal," ujar Larson.

Sistem pengelas robot baru ini telah memberikan dampak pada kemampuan perusahaan untuk mengambil pekerjaan baru, meskipun kesenjangan pengelas yang akut, Larson menjelaskan. "Dengan sistem BotX baru, kami dapat pergi ke sana dan menawarkan pekerjaan yang belum dapat kami tawarkan sebelumnya, karena kami tahu pada saat kami menerima PO, kami dapat mendapatkan robot di sini dan siap untuk melas bagian sebelum kami bahkan menerima pesanan pertama di pintu."

Manfaat signifikan lainnya adalah kemampuan PMI untuk mendapatkan las BotX disertifikasi untuk pelanggan yang memerlukan ini. "Ini sekarang berarti kami tidak perlu menggunakan pengelas bersertifikat untuk mengawasi operasi. Selama program pengelas cobot disertifikasi, setiap operator dapat merawat pengelas cobot. Ini benar-benar membuka banyak sumber daya baru untuk kami," ujar Larson.

Itu memungkinkan karena robot dan programmer disertifikasi oleh inspeksi las, menerapkan pengujian yang sama yang dialami pengelas manusia untuk sertifikasi, menggunakan sampel las dan tes destruktif untuk menyertifikasi las.

Kata Larson, "Dengan sistem BotX baru, kami dapat membawa satu robot dan menjalankannya untuk tiga shift dan tidak perlu merekrut tiga pengelas, jadi jika kami membutuhkan 30 pengelas, kami dapat memiliki 10 robot yang berjalan. Kami memang harus merekrut karyawan untuk menjalankan robot, tetapi sekarang mereka tidak perlu menjadi pengelas terampil. Ini benar-benar membebaskan banyak sumber daya untuk kami."

PMI juga memiliki robot las tradisional di rumah, tetapi mereka membutuhkan fixture tooling yang dapat memakan waktu hingga 16 minggu untuk dibuat. Terutama untuk bagian run kecil, PMI menemukan bahwa fixture tersebut tidak hemat biaya. Larson PMI menjelaskan perbedaan dengan sistem BotX kolaboratif.

"Meja yang datang dengan robot BotX termasuk sistem clamping dan semua yang Anda butuhkan untuk hanya mem clamping bagian Anda pada meja dan mengambil beberapa gambar dari itu. Anda memiliki sedikit diagram dari itu dan setiap kali Anda memasukkan program tersebut kembali, Anda dapat menyiapkan bagian Anda sama seperti sebelumnya, jadi tidak memerlukan fixture besar atau fixture mahal untuk melakukannya. Tidak ada investasi modal di sana, dan ini hanya plug-and-play."

Selain itu, downtime pada robot tradisional dapat memakan waktu hingga dua minggu untuk mendapatkan teknisi service untuk menangani masalahnya. Dalam perbandingan, sistem BotX HireBotics mencakup opsi service 24 jam yang merespons dengan sentuhan tombol dalam aplikasi Hirebotics. Kata Larson, "Anda pergi ke ponsel Anda, Anda klik aplikasi, dan mereka akan membalas." Rekan kerjanya, Shaun Bruce, menambahkan, "Jika saya memiliki masalah apa pun, saya dapat mengirim pesan ke Hirebotics di aplikasi ini dan instan mendapatkan balasan. Ini bukan jam menunggu, hari menunggu; ini kadang-kadang detik dan untuk troubleshooting real-time, masalah terselesaikan dalam beberapa menit."

Seperti di bengkel las apa pun, margin laba pada las besar secara signifikan lebih besar daripada las kecil. "Kami sekarang dapat mengalokasikan ulang pengelas manual yang ada untuk menangani bagian yang lebih besar, sementara kami masih dapat menyelesaikan bagian kecil," ujar Larson. "Jadi kami tidak menggantikan siapa pun di perusahaan kami dengan robot; kami hanya memindahkan orang-orang ke tempat mereka menambahkan nilai paling besar."

Larson juga menemukan bahwa robot menarik pekerja muda, yang sering sulit direkrut dan dipertahankan di pekerjaan manufaktur. Katanya, "Kami menemukan ketika kami memasang robot ini dan mencari orang untuk menjadi pemimpin robotika dan teknologi, kami memiliki banyak karyawan muda yang tertarik untuk melamar posisi tersebut. Mereka suka ponsel mereka dan mereka suka komputer. Ini adalah kesuksesan besar untuk generasi muda yang tertarik pada teknologi dan ingin dapat bekerja dengan dan memrogram robot."

Sementara orang muda mungkin cenderung menggunakan robot kolaboratif untuk las, menggunakan cobot di industri fabrikasi memerlukan sedikit persuasi, menjelaskan Rob Goldiez dari Hirebotics. "Sebagian besar orang yang telah berada di industri untuk waktu yang lama percaya bahwa las—yang merupakan tugas berat—paling cocok untuk robot tradisional. Mereka tidak berpikir bahwa robot kolaboratif siap untuk tugas tersebut. Salah satu hal pertama yang harus kami lakukan adalah membuktikan kepada mitra kami di Airgas dan Air Liquide bahwa robot kolaboratif dapat melas secara efektif."

"Itu terbukti sangat baik, dan ini bukan hanya gerakan untuk meletakkan las," lanjut Goldiez. "Ini adalah robot meletakkan las dan kemudian memotongnya dan menganalisisnya dan X-ray untuk memastikan bahwa itu memenuhi standar yang mereka harapkan dan ingin sampaikan kepada basis pelanggan mereka."

Setelah yakin, mitra ahli ini memainkan peran penting dalam pengembangan dan implementasi BotX. "Tim di Air Liquide, Airgas, dan Red-D-Arc memiliki keahlian las yang sangat dalam yang digunakan untuk membangun library las yang dikirim melalui cloud ke robot," ujar Goldiez. "Ini adalah library las yang dikembangkan di pusat R&D yang dimiliki Air Liquide dengan para ahli laser internasional yang terkenal."

Hirebotics juga mampu dengan cepat mengintegrasikan umpan balik pelanggan. Sementara versi awal menyediakan las dasar seperti garis lurus, las sutur, dan las seksi, umpan balik pengguna dari pelanggan awal seperti PMI mendorong Hirebotics untuk dengan cepat mengembangkan proses yang lebih canggih, termasuk las multi-segment dan radial.

Keahlian ini sekarang menghasilkan hasil konkret, termasuk konsistensi yang bahkan tidak dapat dicapai oleh pengelas manual. Kata Larson PMI, "Dengan sistem robot BotX, kualitas las bagus karena jika Anda memrogram las untuk berada di tempat tertentu, las akan berada di tempat tertentu. Jika Anda memrogramnya untuk 2 inci pada sam itu, tidak peduli siapa yang menjalankan program atau siapa yang menyiapkan bagian, itu akan setiap 2 inci pada sam itu." Ini tidak selalu berlaku untuk pengelas manusia, tambah Larson. "Kembali ke pengelas tangan tradisional, dan mereka tidak yakin berapa 2 inci—mungkin 1,25 inci, mungkin 1,5 inci, mungkin celah 2 inci, atau celah 2,5 inci. Jadi ini benar-benar mengeluarkan tebakan dari memastikan Anda meletakkan las di tempat yang benar."

Untuk informasi lebih lanjut tentang Processed Metals Innovators, kunjungi www.pmillc.com atau hubungi 888-877-7277. Untuk informasi lebih lanjut tentang Universal Robots, kunjungi www.universal-robots.com atau hubungi 844-462-6268.