Коллаборативный робот с системой зрения сократил время производства на 50% в Walt Machine

С девизом «качественные детали, изготовленные по чертежу, поставленные вовремя» компания Walt Machine из Ламбертона (Миссисипи) гордится своей надежностью, но столкнулась с потенциальным узким местом. Ежегодно компания использует один станок с ЧПУ для производства тысяч корпусов камер за всего два месяца. Этот кратковременный рост объема производства регулярно ставит под угрозу выполнение обещания девиза. Чтобы решить эту проблему, компания инвестировала в простую систему зрения от Robotiq (Левис, Квебек, Канада) и установила её на коллаборативного робота (кобота) с системой захвата от Universal Robots (Ист-Сетаукет, Нью-Йорк).

Специализируясь на высокоточной оптической работе для научных камерных сборок, Walt Machine получает заказ весной на около 6000 корпусов камер, которые производит на своем Haas VM-3. Размер заказа может предполагать, что президент Томми Кофи должен нанять полноценного оператора станка с ЧПУ в дополнение к штатному персоналу, но у этого решения есть недостатки. Во-первых, обработка одной стороны корпуса камеры занимает 30–45 минут. Это значит, что при восьмичасовом рабочем дне на производство полного заказа на одном станке уходит несколько недель. К тому времени детали будут почти готовы к поставке, пока новый сотрудник не будет полностью обучен.

Вместо инвестиций в обучение сотрудника и беспокойства о его удержании между производственными пиками, г-н Кофи рассмотрел роботизированное решение. «Я видел Universal Robots на выставке IMTS может быть четыре или шесть лет назад, и мне это показалось интересным: робот, не требующий дополнительного оборудования. Я следил за развитием годами и думал, что нам когда-нибудь придется пойти по этому пути», — говорит он. Препятствием было то, что коботу нужна была система зрения или конвейер для захвата заготовок со стола ВМЦ. Кофи сказали, что это очень сложный процесс, которым должен заниматься специализированный «эксперт по зрению».

Однако в июне 2016 года Robotiq выпустили запястную камеру Plug + Play исключительно для Universal Robots. Эта система позволила г-ну Кофи закрыть все пункты своего списка пожеланий. Он приобрел кобот UR10 и смонтировал запястную камеру прямо над двухпальцевым захватом 140, обеспечивая визуальное сканирование с упрощенным программированием робота.

Для обучения кобота, по словам Кофи, «либо вы берете деталь и кладете её на поверхность, где хотите её захватить, и делаете четыре снимка в четырех разных ориентациях, либо, если это что-то простое, как прямоугольная или круглая заготовка, вы просто задаете размеры того, что захватываете, и кобот понимает». Эти простые методы позволяют обучить кобота примерно за 10 минут, делая эксперта по зрению ненужным.

Следующий шаг — разместить 15–20 одинаковых необработанных деталей на столе в поле зрения кобота. Робот вращается над столом, делает снимок деталей камерой, затем приближается и делает более детальный снимок одной детали. После идентификации заготовки робот перемещает её в тиски станка с ЧПУ и посылает сигнал на запуск.

С момента приобретения кобота (сотрудники назвали его «Артур») производительность цеха значительно выросла. Хотя кобот не улучшает напряженное время цикла напрямую, он сокращает общее время выполнения заказа. Артур работает ночью, позволяя цеху обрабатывать в два раза больше деталей в день. Компания сократила простои станка, а Артур освободил время персонала, затрачиваемое на установку заготовок. Это радует Кофи, который признается, что ему было неспокойно оставлять робота на всю ночь в одиночестве. «Просто нужно отпустить и принять факт, что он будет работать еще четыре–шесть часов. Ты идешь домой, и ничего не сломается».

Время сотрудников теперь используется эффективнее. Токарь Мтью Нимейер научился программировать кобота, улучшая свои профессиональные навыки на производстве. «Ты все равно занимаешься тонкой настройкой, например, программированием, но рутинные задачи по загрузке и разгрузке станка выполняются за тебя, так что ты не устаешь». Поскольку кобот взял на себя рутинные задачи, Нимейер перешел в роль торгового представителя, применяя свои таланты для привлечения новых заказов в Walt Machine. «Мы можем получить больше заказов, что приведет к большему количеству станков, роботов и общему росту».

Всё это невозможно было бы без первого робота, говорит Кофи, и он верит, что через 10 лет у каждого небольшого цеха, как его, будет хотя бы один. Артур помогает Walt Machine успешно выполнять ежегодный заказ на 6000 деталей, и Кофи не должен беспокоиться о затратах на дополнительную зарплату или обучение. Кобот позволил персоналу Walt Machine улучшить свои навыки и развить бизнес.