Производитель использует коботов для улучшения сварочных операций

Компания Processed Metal Innovators LLC (PMI), Блумер, штат Висконсин, производит сотни различных штампованных и сварных металлических деталей для тяжелого оборудования, автомобилей, бытовой техники и многого другого. Размеры деталей варьируются от нескольких дюймов до 10 футов (3,048 м), а также от тонкого материала до 3/4 дюйма (19,05 мм) и тяжелее.

PMI начала свою деятельность с шести сотрудников в начале 1990-х годов. Он переехал на свое нынешнее место в 1998 году и вырос до более чем 100 сотрудников. Первоначально площадь объекта составляла около 60 000 футов2 (5 574 м2), а с тех пор она увеличилась до более чем 130 000 футов2 (12 077 м2).

Поскольку сертифицированных сварщиков мало, а традиционные роботы-сварщики не могут обрабатывать небольшие тиражи, PMI обратилась к недавно выпущенному сварочному аппарату BotX Welder Universal Robots с коботом, чтобы повысить производительность и прибыльность.

Эрик Ларсон, вице-президент по операциям PMI, устал отказываться от бизнеса из-за нехватки рабочей силы. «В нашу дверь постучало много заказов, — сказал он, — и многие из них в прошлом нам приходилось не предлагать, потому что это требовало сварки. У нас всего около семи сварщиков, и для некоторых из этих работ нам требовалось девять или десять сварщиков. Прямо сейчас у нас достаточно предложений, чтобы нам пришлось нанять еще 30 сварщиков». Из-за нехватки рабочей силы в Висконсине до появления нового коронавируса (COVID-19) было сложно нанять сертифицированных сварщиков, а традиционные сварщики-роботы не подходили для многокомпонентного/малосерийного производства, Ларсону понадобился другой вариант.

В прошлом компания уже использовала коллаборативных роботов от Universal Robots (UR), Оденсе, Дания и Бостона, для обслуживания двух механических прессов.

Коботы берут детали с конвейера, помещают их в прессы для штамповки и переносят детали на другой конвейер. Коллаборативные роботы на прессах автоматически останавливаются, когда кто-то входит в рабочую зону, доказывая свою безопасность и рентабельность и позволяя работникам переходить на более важные роли.

Коботы были внедрены Hirebotics, сертифицированным системным интегратором UR, который предоставляет роботов, подключенных к облаку, с почасовой оплатой за время их работы, что устраняет капитальные затраты и упрощает приложения. Этот успех побудил PMI найти приложения для автоматизации, чтобы продолжать расти. Когда PMI узнала о новом сварочном аппарате Hirebotics BotX, все встало на свои места.

«Мы выбрали роботов BotX из-за того, что они являются коллаборативными роботами, и вам не нужна большая система охраны вокруг них. Они очень маленькие, простые в использовании и очень простые в программировании. Это беспроигрышный вариант — будущее для небольших сварных швов», — сказал Ларсон.

Сварочный аппарат BotX прост в установке и программировании и сочетает в себе обширный опыт в области сварки и двухлетнее сотрудничество в области разработки с Red-D-Arc, Airgas и Air Liquide. Роб Голдиез, соучредитель и генеральный директор Hirebotics, сказал:«Universal Robots — отличный выбор для этой платформы по нескольким причинам:во-первых, это чрезвычайно открытая платформа. Это позволяет нам контролировать работу этого робота из облака, а новая серия e обладает уникальными возможностями встроенного датчика силы и крутящего момента, которые мы используем, чтобы обеспечить лучший пользовательский опыт для конечного пользователя».

Клиенты могут обучать BotX необходимым сварным швам через приложение Hirebotics на смартфоне или планшете, используя библиотеки сварки, разработанные для BotX.

«Пришла команда Hirebotics, они выгрузили BotX из арендованного грузовика и в течение двух часов установили его. В течение получаса я запустил его, запрограммировал и сделал все сам», — сказал Шон Брюс, руководитель отдела робототехники и автоматизации PMI, уделяя особое внимание приложению Hirebotics. «Я не сертифицированный сварщик, но я могу легко просто загрузить программу, и у меня есть схема расположения столов в картинках, так что я знаю, где разместить свои инструменты и мою систему зажимов, и я может переключаться между частями в течение 15 минут», — сказал он.

Ключевой концепцией роботизированной системы HireBotics BotX является отсутствие предварительных капитальных вложений. Hirebotics поставляет и настраивает систему, и все, что клиент должен поставить, это газ и стандартное питание. После оценки рисков специальной охраны не требуется, а компания оплачивает почасовую оплату только за то время, когда робот фактически выполняет сварку. "По сравнению с почасовой оплатой работника плюс все его накладные расходы, вы, вероятно, сэкономите половину того, что заплатили бы обычному сварщику", – сказал Ларсон.

Ларсон пояснил, что новая система сварочных роботов уже повлияла на способность компании браться за новые рабочие места, несмотря на острую нехватку сварщиков. «С новой системой BotX мы можем пойти туда и предложить работу, которую мы не могли указать раньше, потому что мы знаем, что к тому времени, когда мы примем заказ на поставку, мы можем получить здесь робота и быть готовыми к сварке деталей. еще до того, как мы получим первый заказ».

Еще одним важным преимуществом является возможность PMI сертифицировать сварные швы BotX для клиентов, которым это необходимо. «Теперь это означает, что нам не нужно использовать сертифицированных сварщиков для наблюдения за работой. Пока программа кобота-сварщика сертифицирована, любой оператор может обслуживать кобота-сварщика. Это действительно открывает для нас много новых ресурсов», — сказал Ларсон.

Это возможно, потому что робот и программатор сертифицируются инспекторами по сварке, применяя те же испытания, которые человек-сварщик проходит для сертификации, используя образцы сварки и разрушающие испытания для сертификации сварки.

Ларсон сказал:«С новой системой BotX мы можем использовать одного робота и работать с ним в три смены, и нам не нужно нанимать трех сварщиков, поэтому, если бы нам нужно было 30 сварщиков, у нас могло бы работать 10 роботов. Нам приходится нанимать сотрудников для управления роботами, но теперь им не обязательно быть квалифицированными сварщиками. Это действительно высвобождает для нас много ресурсов».

У PMI также есть традиционные сварочные роботы, но для них требуются приспособления, на сборку которых может уйти до 16 недель. PMI обнаружила, что приспособления нерентабельны, особенно для деталей небольшого тиража. Ларсон из PMI объяснил разницу с совместной системой BotX.

«Столы, с которыми поставляется робот BotX, включают системы зажима и все, что вам нужно, чтобы иметь возможность просто закрепить деталь на столе и сделать несколько снимков. У вас есть небольшая диаграмма, и каждый раз, когда вы собираетесь вставлять эту программу обратно, вы можете настроить свою часть так же, как и раньше, поэтому для этого не требуется большого или дорогого приспособления. В него не нужно вкладывать капитал, и он просто подключается и работает».

Кроме того, время простоя традиционных роботов может занять до двух недель, прежде чем специалист по обслуживанию устранит проблему. Для сравнения, система HireBotics BotX включает опцию круглосуточного обслуживания, которая реагирует на нажатие кнопки в приложении Hirebotics. Ларсон сказал:«Вы включаете свой телефон, нажимаете на приложение, и они ответят». Его коллега Шон Брюс добавил:«Если у меня возникнут какие-либо проблемы, я могу отправить сообщение Hirebotics в это приложение и мгновенно получить ответ. Это не часы ожидания, дни ожидания; иногда это секунды, а при устранении неполадок в режиме реального времени проблема решается в течение нескольких минут».

Как и в любом сварочном цеху, рентабельность крупных сварных швов значительно выше, чем мелких. «Теперь мы можем перераспределить наши существующие машины для ручной сварки для работы с большими деталями, в то время как мы по-прежнему можем выполнять мелкие детали», — сказал Ларсон. «Поэтому мы никого в нашей компании не заменяем роботами; мы просто перемещаем людей туда, где они приносят наибольшую пользу».

Ларсон также обнаружил, что роботы нравятся молодым работникам, которых часто трудно нанять и удержать на производстве. Он сказал:«Когда мы установили этих роботов и искали человека, который будет руководить роботами и технологиями, мы обнаружили, что у нас было много молодых сотрудников, заинтересованных в подаче заявок на эту должность. Им нравятся телефоны и компьютеры. Это большой успех для молодого поколения, которое увлекается технологиями и хочет иметь возможность работать с роботами и программировать их».

В то время как молодые люди могут тяготеть к использованию коллаборативных роботов для сварки, использование кобота в производственной отрасли требует некоторого убеждения, объяснил Роб Голдиез из Hirebotics. «Большинство людей, давно работающих в этой отрасли, считают, что сварка — тяжелая задача — лучше всего подходит для традиционных роботов. Они не думают, что коллаборативный робот справится с этой задачей. В первую очередь нам нужно было доказать нашим партнерам из Airgas и Air Liquide, что коллаборативный робот может эффективно сваривать».

«Это было убедительно доказано, и дело не только в накладывании сварного шва», — продолжил Голдиез. «Это робот, который накладывает сварной шов, затем разрезает его, анализирует и делает рентгеновский снимок, чтобы убедиться, что он соответствует стандартам, которые они ожидают и хотят представить своим клиентам».

Убедившись в этом, эти опытные партнеры сыграли важную роль в разработке и внедрении BotX. «Команды Air Liquide, Airgas и Red-D-Arc обладают глубокими знаниями в области сварки, которые используются для создания библиотеки сварки, доставляемой через облако роботам», — сказал Голдиез. «Это библиотеки сварки, разработанные в научно-исследовательском центре Air Liquide совместно с всемирно известными экспертами в области сварки».

Hirebotics также может быстро учитывать отзывы клиентов. В то время как ранние версии обеспечивали базовые сварные швы, такие как прямые, шовные швы и прихваточные швы, отзывы пользователей от первых клиентов, таких как PMI, побудили Hirebotics быстро разработать более сложные процессы, включая многосегментные и радиальные сварные швы.

Этот опыт теперь дает конкретные результаты, в том числе стабильность, которой не могут достичь даже сварщики вручную. Ларсон из PMI сказал:«С роботизированной системой BotX качество сварных швов отличное, потому что, если вы запрограммируете сварку в этом конкретном месте, сварной шов будет в этом конкретном месте. Если вы запрограммируете его на 2 дюйма (50,8 мм) на этом шве, независимо от того, кто запускает эту программу или кто устанавливает деталь, это будет каждые 2 дюйма на этом шве». Это не обязательно относится к людям-сварщикам, добавил Ларсон. «Вы возвращаетесь к традиционному ручному сварочному аппарату, и они не уверены, сколько 2 дюйма — это может быть 1,25 дюйма (31,75 мм), может быть 1,5 дюйма (38,1 мм), может быть зазор в 2 дюйма, или зазор 63,5 мм. Таким образом, вам действительно не придется гадать, чтобы убедиться, что сварной шов находится в нужном месте».

Для получения дополнительной информации о новаторах в области обработанных металлов посетите сайт www.pmillc.com или позвоните по телефону 888-877-7277. Для получения дополнительной информации о Universal Robots посетите сайт www.universal-robots.com или позвоните по телефону 844-462-6268.