Роботизированная автоматизация обеспечивает беспилотную второстепенную обработку в Swiss Productions

Это видео — обзор Swiss Productions и внедрения робота, posibilировавшего беспилотную обработку для компании. (Видео: Swiss Productions Inc.)

Идеальный производственный сценарий для цеха — один станок обрабатывает детали полностью. У Swiss Productions Inc. в Вентуре (Калифорния) есть технологическая база для этого. Для некоторых заказов, однако, детали, сначала обработанные на ЧПУ токарном центре, требуют второстепенной обработки на фрезерном станке, и с этим приходит необходимость оператора для обслуживания этих станков второстепенных операций. Обычно.

Однако Swiss Productions недавно добавила два коллаборативных робота (коботы) для обслуживания пары своих компактных фрезерных станков ЧПУ второстепенных операций. Новая автоматизация позволяет станкам работать без присмотра длительные периоды в течение дня и даже беспилотно восемь часов вечером, тем самым выигрывая компании 64 часа ночной беспилотной обработки каждую четырехдневную рабочую неделю.

Плюс, коботы предлагают преимущества в том, что они могут безопасно работать рядом с людьми без ограждения, обычно требуемого для промышленных роботов, интуитивно программируемы и часто могут быть легко переразвернуты на другое оборудование по мере необходимости.

Тем не менее, роботы, интегрированные Swiss Productions Inc., предлагают все эти плюсы плюс один. Это седьмая ось, которая, по сравнению с традиционными шестиосевыми роботами, обеспечивает дополнительную гибкость, более похожую на движение человеческой руки, для обхода препятствий, таких как двери станков, и работы в ограниченных пространствах. Фактически, два робота цеха даже закрывают двери станков и нажимают кнопку пуска сами, позволяя людям, ранее обслуживавшим станки, выполнять более ценные обязанности, чем просто загрузка и разгрузка станков.

Автоматизация с рукой

Начав с только 12 автоматов в 1982 году, рост Swiss Productions впечатляет: теперь в её парке более 50 автоматов, 30 станков второстепенных операций и 10 станций видео-контроля. Возможности точного цеха включают обработку деталей с диаметрами от 0,019 дюйма до 2,5 дюймов. Как высокообъемная операция, она производит более 2 млн деталей в месяц для медицинской, электронной, авиационной, автомобильной и оросительной отраслей, а также для госзаказов.

Swiss Productions обнаружила, что ручное обслуживание своих фрезерных станков второстепенных операций становилось узким местом, препятствующим выполнению требований клиентов. В 2018 году Тимо Лунсфорд, вице-президент/генеральный менеджер, и его дядя, старший вице-президент Swiss Productions Ричард Петраш, выделили несколько потенциальных моделей роботов для обслуживания станков при исследовании возможностей автоматизации для их двух фрезерных станков Haas VF2 Mini Mill.

«Мы остановились на Productive Robotics, потому что они были локальными, и они предлагали удобного пользователя робота с быстрой настройкой», — говорит Лунсфорд. «Мы тестировали четыре робота и всё время возвращались к OB7».

Признание Лунсфорда этого робота укоренено в его дизайне и простоте использования. Для начальной настройки робота он легко катится к станку и закрепляется на месте с встроенными колесами и nivellирюющими ножками. Затем, вместо программирования кодом, оператор «обучает» робота его необходимым движениям, что занимает 15–40 минут в зависимости от сложности детали. Оператор хватает ручку робота (на конце руки). Робот в этот момент плавающий и свободный, и поэтому может быть легко сдвинут. Если оператор хочет, чтобы робот подхватил детали с плиты, например, он/она тянет его к детали и затем нажимает кнопку на ручке, закрывающую зажим на детали. Таким образом, робот знает, что намерение — подхватить эту деталь. Далее оператор двигает робота, деталь в руке, туда, где он/она хочет, чтобы он пошел. Как только он в позиции, где должен быть, оператор нажимает другую кнопку, открывающую зажим для отпускания детали.

По сравнению с традиционными шестиосевыми роботами, седьмая ось OB7 обеспечивает дополнительную гибкость для обхода препятствий и работы в ограниченных рабочих местах. По словам Богарта, седьмая ось — это то, что заставляет робота двигаться как человеческая рука, выделяя его как уникальный для рынка роботов.

Робот был обучен операторами Swiss Productions заходить в Mini Mills, на которых они работают, захватывать готовые детали и двигаться с ними вбок. Затем они продувают коллеты, используемые для удержания деталей. Их быстрые радиусы поворота позволяют им закрыть дверцу станка, проверить, что она плотно закрыта, и затем повернуться, чтобы нажать кнопку пуска, которая находится на 180 градусов от предыдущего местоположения.

Зак Богарт, президент Productive Robotics, говорит, что его компания хотела нацелиться на операторов, которые ничего не знают о программировании роботов. «Мы смотрели на разработку OB7 как: "если человек может сказать другому человеку, как сделать работу, не должен ли человек иметь возможность сказать роботу, как сделать работу максимально близко к тому же способу?"», — говорит Богарт.

Productive Robotics также пытается сделать своего робота работающим как человеческий мозг насколько возможно. «Когда мы строим наших роботов, они проходят процесс, где каждый из семи суставов робота учится о себе», — говорит Богарт. Он объясняет, что робот узнает о своих внутренних спецификах, включая шестерни, подшипники и моторы, так что он может двигаться точно и плавно. Этот процесс занимает около 15–20 минут на каждый сустав.

Поскольку Productive Robotics и Swiss Productions работают вместе, их отношения стали близкими. Лунсфорд говорит, что он позволяет Productive Robotics использовать свой цех как стартовую площадку, принимая интервью с другими компаниями, желающими инвестировать в OB7. Компании посещают Swiss Productions, чтобы увидеть самим, как робот интегрировался в возможности цеха.

«Бизнес/рабочие отношения с Productive Robotics в сочетании с их своевременным сервисом были высшего класса», — объясняет Лунсфорд. «Всё, что мы просили, нуждались или предлагали, компания реализовывала».

Освобождение людей для критических задач

Хотя люди в основном удаляются из операции, когда в неё вступают роботы, эти люди освобождаются для задач, где их интеллект, которого роботы не обладают, нужен.

«Люди склонны смотреть на роботов как заменяющих людей», — говорит Лунсфорд. «Но они не заменяют. Они устраняют скучные, ручные задачи из повседневной жизни, которые вместо этого могут выполняться роботом, и тогда этот человек может делать вещи, которые робот не может. Робот не может думать или проектировать. Он может только делать в-вы движения и нажимать кнопку».

Лунсфорд и его команда в Swiss Productions пережили это сами после внедрения своих роботов OB7. Автоматизация помогла увеличить мощность станков в цехе без найма или увольнения кого-либо. Когда они купили первый робот, у компании было только четыре станка в инструментальном отделе. Теперь их 10 и два из них работают с роботами.

Эти операторы теперь запускают токарные станки, одновременно обслуживая станции OB7 и инспектируя детали. Один оператор назначен на каждого из двух роботов и отвечает за снятие готовых деталей со стола робота каждые пару часов и их инспекцию, пока робот продолжает выполнять свою задачу загрузки. С этими роботами операторы могут делать три задачи на месте одной, делая их гораздо более эффективными.

Хотя робот не огражден, он безопасен для людей рядом с роботом. Поэтому нет причины заставлять робота остановить производство. «В отличие от промышленных роботов, не имеющих чувствительности к силе, необходимой для безопасной работы среди людей, коллаборативные роботы имеют чувствительность к силе, необходимую для остановки робота, когда он сталкивается с объектом или человеком», — говорит Богарт. «OB7 безопасен, потому что он может почувствовать, если он неожиданно врежется во что-то. Если он врежется во что-то, он автоматически останавливается».

Другие активы автоматизации

Swiss Productions хорошо использовала свои инвестиции в автоматизацию, интегрировав беспилотную обработку для своих станков второстепенных операций, что значительно увеличило сроки выполнения заказов цеха. Типичный размер партии для Mini Mills цеха, которыми обслуживают роботы, состоит из заказа на 6000 деталей на одном из станков и заказа на 2400 деталей на другом. «Если бы у меня был человек, запускающий заказ на 2400 деталей, это, вероятно, заняло бы у нас восемь недель для завершения этой работы», — объясняет Лунсфорд. «Мы сократили это время вдвое, потому что теперь можем запускать этот станок беспилотно с роботом».

Необходимость программировать роботов — еще один экономитель времени. Поскольку OB7 требуют только 15–20 минут для настройки на простой детали, каждая наладка экономит столько времени, по словам Лунсфорда. «Так что, скажем, вы делаете 30–40 наладок в год, это невероятное количество времени, которое вы экономите», — говорит он.

Он также комментирует простую plug-and-play систему, которую предлагает робот, и говорит, что не нужно вбивать числа в ЧПУ станков — дополнительный экономитель времени.

Вот взгляд на двух работающих OB7 в Swiss Productions. (Видео: Swiss Productions Inc.)

Роботы после переезда

Поскольку Swiss Productions пережила большой успех внедрением своих двух роботов OB7, она планирует приобрести больше после переезда в более крупный объект в Либерти-Лейк (Вашингтон) осенью 2022 года.

Лунсфорд объясняет, что 37 сотрудников компании не все переезжают с компанией. Фактически, только 14 планируют переехать с ней. Хотя он говорит, что компания, вероятно, наймет 10 человек, цеху придется быть инновационным и интегрировать больше роботов. Он говорит, что Haas Mini Mills будут стоять лицом к лицу в новом месте, поэтому он планирует купить роботов, способных обслуживать два станка одновременно.

Пока Productive Robotics продолжит продвигать свою технологию для разработки роботов, которые легче и быстрее для пользователей внедрять, делая их умнее. Богарт говорит, что отрасль требует более умных технологий в целом — не только для роботов.

Он также намекает на тренд, приветствующий идею третьей стороны, создающей аксессуары для конкретных работ, таких как сварка или инспекция, на универсальном роботе.

Productive Robotics | 805-244-9300 | productiverobotics.com

Swiss Productions Inc. | 805-654-8525 | swissproductions.com

Седьмая ось OB7 и цифровой принтер

С фокусом на проектирование своих роботов для лучшей подгонки для большинства работ, Productive Robotics создала OB7 с седьмой осью или седьмым суставом. Эта седьмая ось — характеристика, позволяющая роботу обходить препятствия, как человеческая рука. Без седьмой оси это движение невозможно, по словам Зака Богарта, президента Productive Robotics.

«Седьмая ось — это движение, которое вы используете, если вы борётесь на руках — используя движение верхней руки», — объясняет Богарт. «Это движение, которое дает машиностроительным цехам гибкость ставить робота где-то не точно в середине рабочей зоны, так что это намного более удобно для пользователя».

Хотя OB7 Productive Robotics относительно новый на рынке, технология эволюционировала с 1980-х, когда Богарт разрабатывал роботов в бизнесе спецэффектов кино. Эта работа позволила ему проектировать роботоуправляемые камерные системы, которые операторы камер могли программировать сами. Для него это значило, что ему нужно было создать систему, не требующую программирования, что он и сделал.

«В те дни вы управляли ими джойстиками как модельным самолетом», — объясняет он. «Тогда компьютер учил все эти движения и затем мог воссоздавать их на пленке».

Примерно восемь лет назад Богарт начал новую компанию, фокусирующуюся исключительно на роботах; так родилась Productive Robotics, а затем пришло то, что теперь называется OB7 в 2017 году. На этот раз, однако, Богарт признал, что компьютеры стали более сложными, позволяя менее сложное и более вознаграждающее создание роботов.

Понимание Богарта робототехники приходит от похожей технологии, которую он узнал в другой его компании, производящей высококачественные системы цифровой печати. По его словам, хотя они не выглядят похоже, цифровые принтеры спроектированы для управления множеством элементов компьютером, как и роботы.

«Технология эволюционировала все время, и это общая нить», — объясняет он.