Видео:Механический цех создает роботизированную обрабатывающую ячейку до того, как для нее появилась работа

Эта роботизированная обрабатывающая ячейка производит трубки для автомобильной топливной системы. Узнайте, что включает в себя эта ячейка в Custom Tool в Куквилле, штат Теннесси, включая закрепление, распределитель деталей, сканер безопасности и сборщик деталей.

Вы покупали оборудование, зная, что в конечном итоге оно будет использовано с пользой, но в то время у вас не было причин для его покупки, кроме того, что вы присматривались к нему? У меня была возможность посетить механическую мастерскую, которая может ответить утвердительно на этот вопрос и ничуть не жалеет о вложенных средствах. На самом деле, производительность одного крупномасштабного задания по обработке увеличилась, а команда по автоматизации освоила новый навык, который, по ее мнению, будет полезен во многих будущих проектах по обслуживанию автоматизированных станков.

В 2018 году руководство Custom Tool Inc. (Куквилль, Теннесси) заинтересовалось технологией, которая была чужда членам команды. Несмотря на то, что в цеху была не новичок автоматизация с автоматизированной сварочной ячейкой, у него не было опыта самостоятельной интеграции робота, обслуживающего станок. Поэтому, с единственной целью узнать об интеграции роботов для будущих работ, где автоматизация может быть полезной, команда купила манипулятор и не торопилась, чтобы ознакомиться с тем, как его программировать, добавлять компоненты рабочего органа и взаимодействовать с машиной. инструмент.

Прогноз команды оказался не только мудрым, но и своевременным. Вскоре после инвестиций в робота механический цех получил заказ, который, по мнению команды, выиграет от автоматизации. Видение руководства в конечном итоге подтвердилось, когда этот проект автоматизации был реализован сверхэффективно, обеспечивая большую согласованность, экономию времени, увеличение пропускной способности и возможность использовать операторов на других станках в цеху, где необходим человеческий мозг.

Удача или судьба?

Кто-то может сказать, что детали этой истории совпали так удачно, что магазину, должно быть, «повезло». Тем не менее, цитата «Вы сами создаёте свою удачу» здесь находит отклик. Боб Янг, вице-президент Custom Tool, и его брат и президент компании Гиллен Янг не спускают глаз с возможностей автоматизации. Поэтому сказать, что эта история, которую я собираюсь рассказать, была удачей, — это с большой натяжкой. Но можно сделать вывод, что звезды сошлись для магазина, даже несмотря на то, что некоторые препятствия ждали команду на пути к самоинтеграции роботов.

Эта роботизированная обрабатывающая ячейка состоит из шестиосевого робота FANUC M-10, обслуживающего VMC Hardinge Bridgeport V480. Автоматизация устраняет большинство элементов человеческого взаимодействия, хотя некоторый контроль со стороны оператора необходим. Эта установка освобождает операторов для выполнения других необходимых работ в цехе Custom Tool.

Хотя Custom Tool не интегрировала робота самостоятельно до 2018 года, компания, которая обслуживает в основном аэрокосмический, оборонный, медицинский и автомобильный рынки, начала автоматизацию, когда в 2008 году добавила устройство подачи прутка к существующему токарному станку с ЧПУ в своем цеху. С тех пор компания твердо верит в то, что многие из ее станков обрабатываются без отключения света. Кроме того,

Команда автоматизации Custom Tool должна оставаться гибкой, поскольку он узнает, что спецификации заказа деталей могут быстро меняться. Роботизированная ячейка изначально производила трубы длиной 27 дюймов с отверстием 5,5 мм на одной стороне, но затем заказчик изменил свой заказ на трубу 34 дюйма. Также в магазине сказали, что в отверстиях не может быть заусенцев после того, как они уже приступили к изготовлению заказа.

автоматизировала некоторые процедуры измерения для нескольких деталей, которые были обработаны за одну ночь, а также сбор данных (см. врезку) для собственной стратегии планирования производственного журнала. Несмотря на то, что большая часть работы магазина включает в себя детали диаметром 2 дюйма и меньше, она иногда разветвляется, чтобы удовлетворить потребность клиента. Например, она также владеет роботизированной сварочной ячейкой, когда-то купленной для выполнения конкретной ремонтной работы для клиента.

Следующий проект автоматизации представился, когда в 2018 году цех получил заказ от поставщика автомобильной компании уровня 1 на сверление труб из нержавеющей стали для автомобильной топливной системы. Производственная обработка Начинающий лидер Клей Адкок решил, что робот, который они приобрели ранее в том же году исключительно для того, чтобы научиться его интегрировать, можно будет подключить к вертикальному обрабатывающему центру, чтобы создать модуль, идеально подходящий для большого объема заказов, которые они получили. Команда заказала APC VMC Hardinge Bridgeport V480 с устройством смены поддонов для работы в паре с предварительно приобретенным роботом FANUC M-10. Они решили, что робот хорошо подходит для загрузки и выгрузки заготовок для этого приложения, которое требует согласованности.

Хотя идея этой автоматизированной ячейки казалась решением, изучение всех входов и выходов ячейки не было быстрым или легким процессом. Кривая обучения для команды только началась, за ней последовали пробы и ошибки. Однако результат стоил затраченных усилий; по-другому руководство не поступило бы.

Процесс самоинтеграции и проблемы

После того, как VMC был доставлен, группе автоматизации Custom Tool потребовалось около восьми месяцев, чтобы выяснить процесс интеграции с роботом FANUC и заставить модуль работать так, как это необходимо, чтобы удовлетворить требования заказчика. Но в период обучения компании еще предстояло выполнить заказ, который заключался в сверлении отверстия диаметром 5,5 мм с одной стороны в трубах из нержавеющей стали диаметром 3/8 дюйма длиной 27 и 34 дюйма объемом до 250 000 шт. частей в год.

Системе требуется точное представление детали от « диспенсер для зубочисток», который разработал и создал Custom Tool. На баке есть датчики, которые сообщают системе управления, когда в баке мало места.

Таким образом, операторы вручную загружали и разгружали VMC в течение этого времени, что выполняло свою работу, но было не так эффективно, как позже оказалась автоматизация. После того, как проект самоинтеграции был завершен и ячейка автоматизации была запущена и запущена, руководство заметило повышение согласованности и увеличение пропускной способности на 20 %.

«Мы много отслеживаем цифры не потому, что пытаемся играть в Большого Брата, а просто пытаемся учиться с этой точки зрения», — объясняет Янг. «И мы ценим тяжелую работу, которую оператор выполняет на передней части этих машин, но это физическая работа. Даже при всех их усилиях мы все равно не смогли увидеть той согласованности, которую нам удалось получить за счет автоматизации». Он описывает вновь обретенную согласованность, которую автоматизация обеспечивает «как часы».

Оператор Энди Пол зачищает отверстия в трубах из нержавеющей стали после выхода из ячейки механической обработки робота. Деталь будет использоваться в автомобильной топливной системе.

Системе требуется точное представление деталей из того, что Янг ​​ласково назвал «дозатором зубочисток». Этот алюминиевый контейнер, спроектированный и созданный командой Custom Tool, выравнивает трубы, чтобы роботу было легко их поднимать. Затем робот загружает трубы в приспособление на поддоне за пределами зоны обработки VMC, в то время как VMC просверливает закрепленные трубы на другом поддоне.

После того, как все трубы на поддоне внутри станка просверлены, устройство смены поддонов вращается, выводя готовые детали за пределы станка и новые заготовки внутрь станка. Затем робот берет каждую готовую деталь, снимает ее с приспособления и помещает в бункер для материалов, когда машина начинает сверлить новые заготовки. После этого каждая готовая деталь проверяется и очищается от заусенцев, а затем отправляется на упаковку.

Хотя задачи робота кажутся простыми, Янг говорит, что его команда обнаружила несколько серьезных препятствий на пути к правильной интеграции:крепление, представление деталей роботу и программирование ПЛК ячейки.

Эти препятствия могут быть и были преодолены, но может помочь знание проблем заранее. Он говорит, что малейшее движение приспособления может привести к тому, что робот не сможет правильно захватить деталь. Кроме того, представление деталей для робота важно, но это нелегко сделать точно так, как требует робот. Каждая мелочь процесса должна быть рассмотрена, объясняет он. Например, как робот получает материал и что он делает с ним после завершения.

Янг объясняет, что для ПЛК покупка программного обеспечения и понимание того, как оно работает, также требует огромных усилий.

Выбор подходящего оборудования

Когда Янг начал охоту за инструментами для конца руки, он и его команда решили использовать систему захвата с электрическим приводом от Schunk Inc.

Custom Tool использует электрическую систему захвата от Schunk Inc. вместо пневматической. Хотя у каждого типа есть свои плюсы и минусы, Боб Янг считает, что электрическая версия была более разумным выбором для магазина.

по сравнению с пневматическим. Хотя у каждого типа есть свои плюсы и минусы, он считает, что электрическая версия была более разумным выбором для Custom Tool. Тот факт, что система с электрическим приводом требует меньшего количества аксессуаров, привлекателен, потому что его целью было сделать конфигурацию как можно более простой. Например, FANUC M-10 с захватом с электрическим приводом, который он описывает как «чистый» с несколькими кабелями, тогда как пневматической системе требуется воздуховод, что усложняет настройку.

M-10 — это шестиосный робот, разработанный специально для небольших рабочих мест и способный поднимать до 12 кг. Янг купил робота с датчиком силы, который он настоятельно рекомендует. Датчики силы позволяют роботам определять силу и крутящий момент, прикладываемые к концевому эффектору. Это обеспечивает ему почти человеческое чувство осязания. К удивлению Янга и его команды, датчик силы было несложно настроить и использовать.

«Мы думали, что датчик силы будет одним из самых сложных аспектов, но все оказалось довольно просто», — говорит он. «Иногда нам нужно преодолеть барьер того, что, как мы думаем, не сработает».

После покупки робота и получения заказа пришло время поиска подходящего станка для работы. Hardinge Bridgeport V480 APC VMC был привлекателен для Янга своей системой смены паллет, которая максимально увеличивает время безотказной работы шпинделя.

«Движущей силой был не размер машины, потому что в основном мы изготавливаем детали, которые можно держать на ладони», — объясняет Янг. «Это была способность машины продолжать цикл, индексацию и обработку. Это делает процесс очень предсказуемым и отлично подходит для планирования и планирования».

Сканер области Keyence серии SZ-V предлагает 27,56 футов. защитная зона вокруг роботизированной ячейки обработки на Custom Tool. Он обеспечивает впечатляющую чувствительность, которая, как известно, улавливает мотылька, пролетающего через область, из-за которой робот отключается.

После того, как ячейка робота/станка была интегрирована, робот изначально помещался в клетку. Но, понимая, что есть лучшие варианты для простоты использования и доступа к машине, команда автоматизации решила инвестировать в сканер площади Keyence серии SZ-V в качестве альтернативы после примерно года использования клетки.

Янг объясняет, что сканер был одной из их лучших покупок, потому что он экономит место и время, которые требуются для выключения робота, открытия и закрытия дверцы клетки, и в целом улучшает условия обработки.

Кроме того, чувствительность сканера впечатляет команду. Янг был поражен, когда однажды увидел, как робот отключился после того, как мотылек залетел в зону действия сканера.

Братья Янг также понимают важность сбора данных со своих станков. Таким образом, когда они внедрили эту ячейку, они также внедрили MT Connect в качестве интерфейса для сбора информации из нее, поступающей в их систему планирования производственного журнала.

Преимущества самостоятельной интеграции

Из-за времени, навыков и труда, необходимых для самостоятельной интеграции роботизированной ячейки, может возникнуть вопрос, почему Custom Tool выбрала «жесткий» путь вместо того, чтобы нанять интегратора для выполнения этой сложной работы. Янг описывает самоотверженность внутренней интеграции как инвестиции в будущие проекты и способ получить интеллектуальные возможности обработки. Он не только стремится к тому, чтобы команда могла самостоятельно интегрировать больше роботов для будущих рабочих мест в цехе, но и говорит, что их подход «сделай сам» заставил их хорошо познакомиться с машинами и роботами и понять, что для них нужно. находится внутри панели управления, включая M-коды и то, как все компоненты работают вместе.

Несмотря на то, что часть оборудования Custom Tool отключается , Янг решил не выключать этот роботизированный обрабатывающий цех. Это потому, что заказ выполняется с использованием материала заказчика. Поэтому, если во время отключения света произойдет ошибка, которая приведет к браку, компания рискует потратить материал заказчика впустую.

В качестве альтернативы, если компания решила работать с интегратором роботов, ей все равно придется учиться, объясняет Янг. Наряду с соображениями по интеграции, частью которой будет руководство, а также трудностями и проблемами, связанными с изучением оборудования, после того, как интеграция будет подписана, работа цеха заключается в том, чтобы поддерживать ячейку в рабочем состоянии. Поэтому они решили, что стоит потратить время на самоинтеграцию, чтобы изучить все системы внутри и снаружи. Этот вариант позволяет сэкономить деньги на найме внешнего интегратора.

Поскольку Custom Tool продолжает расти и инвестировать в капитальное оборудование, Янг покупает станки только с интерфейсом робота, чтобы упростить интеграцию робота, когда такая возможность снова представится.

Подготовлено к росту

С полным намерением расширить сегмент автоматизации Custom Tool, Янг теперь чувствует, что его бизнес готов взять на себя больше таких задач благодаря его недавним инвестициям в машины с роботизированными интерфейсами. «Если машина готова, нам просто нужно запрограммировать робота и разобраться с погрузочно-разгрузочными работами», — говорит Янг. «Мы уже настроены на интеграцию». Он добавляет, что в своем магазине он никогда не знает, какая работа может появиться дальше.

Мышление автоматизации означает, что компания всегда рассматривает автоматизацию как возможность для любого заказа. На самом деле, говорит Янг, он полностью ожидает, что если тенденции в сфере занятости, которые он наблюдает сейчас, сохранятся, через 12 месяцев он будет говорить о другом интеграционном проекте.

Теперь, когда самоинтегрируемая ячейка хорошо зарекомендовала себя, компания может эксплуатировать ее от 14 до 16 часов в день, пять дней в неделю, при этом только легкий оператор должен следить за работой. Достигнет ли команда своей цели — работать в ячейке по 18–20 часов в день? Это зависит от наличия материалов у заказчика.

Custom Tool Inc. | 931-432-6609 | customtoolinc.com

Хардинг Инк. | 800-843-8801 | hardinge.com

ФАНУК Америка | 800-477-6268 | fanucamerica.com

Автоматизированная система сбора данных собирает информацию каждые 20 минут

Автоматизированная система сбора данных и отчетности Custom Tool, разработанная президентом компании Гилленом Янгом, использует веб-платформу промышленного Интернета вещей (IIoT) для извлечения данных из машин, на которых установлены агенты для протокола связи MTConnect с открытым исходным кодом, а также программное обеспечение для планирования ресурсов предприятия (ERP) JobBoss. Платформа Devicewise for Factory от Telit, компании, которая предлагает модули, программное обеспечение и услуги подключения IIoT, а также программное обеспечение.

Гиллен говорит, что преимущества этой системы заключаются в том, что она взаимодействует с различными контроллерами и для сбора данных не требуется специальное программирование. Он настроен на автоматическое извлечение всех данных, которые ранее собирались вручную со станка (количество деталей, машинный код и т. д.), а также данных ERP (номер задания, описание задания, дата заказа, количество заказа, дата доставки и т. д.) и сохраняет его в облаке. Данные доступны через веб-панель. Затем можно создавать отчеты, чтобы более наглядно показать то, что ранее было доступно в электронной таблице производственного журнала.

Система собирала данные каждые 20 минут с начала июня 2018 года, не пропуская ни одной записи о работающей машине. В настоящее время подключены три токарных центра и один фрезерный станок. Другой завод по-прежнему требует установки агента MTConnect, прежде чем его можно будет подключить. Гиллен говорит, что существует множество хороших продуктов для мониторинга машин. Тем не менее, его техническое образование дало возможность изучить внутреннее решение, отвечающее за бизнес-информацию, которая больше всего интересует магазин. Он также считает, что эта возможность сбора данных может также привести к еще более продвинутой аналитике, такой как привязка времени резки к определенным типам режущих инструментов или пластин.