Повышение эффективности job shop с компактным коботом-манипулятором

Автоматизация обслуживания станков становится обычной в job shops по США, принимая формы от простых к сложным. Для многих система автоматизации всё чаще — это компактное решение, не занимающее много места, не требующее крупномасштабной интеграции, с гибкостью для легкой перепропорционации на будущие работы. B.I.C. Precision Machine Co. Inc. — пример: автоматизация в виде кобот-манипулятора.

В феврале прошлого года Blanchester, Ohio job shop решил автоматизировать повторяющийся контрактный заказ, очень трудоемкий. Раньше один сотрудник загружал/разгружал детали с двух токарных станков Doosan, установленных перпендикулярно, производящих кремнежелезные сердечники для устройств безопасности железных дорог. Быстрый такт-тайм заставлял сотрудников бегать по кругу весь день.

Для облегчения физической нагрузки сначала модернизировали двери станков на автоматические, установили футовую педаль и пальцевую кнопку для открытия/закрытия зажима, но монотонность оставалась тяжелой. Качество страдало при ротации сотрудников по недельным сменам.

«Работали в две смены круглосуточно, были жалобы», — мастер Шон Аллен. «Сотрудники ненавидели загрузку/разгрузку двух станков».

Вооруженные автоматизацией

B.I.C. инвестировала в кобот OB7 от Productive Robotics (поставщик Absolute Machine Tools). Независимый 7-осевой кобот, вылет 1000 мм, груз 11 фунтов (5 кг), повторяемость ±0,1 мм.

Возможность безопасной работы рядом с людьми без ограждений была критична: компания не хотела заменять человеческую работу. Теперь сотрудники свободны от монотонной загрузки, ставят детали для кобота и делают более интересную работу — контроль качества деталей с жесткими допусками.

Для интеграции Absolute разместил станки параллельно, чтобы кобот находился между ними. Специальный пневматический захват (Absolute) заменяет оригинальный электронный. Кобот выгружает сердечник из первого токарного, кладет в нижнюю стейджинг-станцию у двери второго. Возвращается к первому, хватает и загружает необработанный сердечник из одиночной стейджинг-станции. Переходит ко второму, снимает готовую деталь, кладет в верхнюю стейджинг-станцию, загружает станок деталью из нижней. Забирает готовую из верхней и кладет на поддон готовых. Процесс дает доступ до 20 сердечников за цикл (~30 мин) до вмешательства оператора для постановки новых и перемещения готовых на фрезеровку.

Преодоление вызовов

Первая проблема — надежный захват. Кованые заготовки неравномерны по форме. Absolute разработал кастомный пневмозахват вместо электронного. Вторая — 10 точек обучения коботу. К счастью, OB7 не программируется традиционно. Программирование через планшет Samsung с приложением в режиме обучения, отслеживающем и копирующим траекторию.

Бёрнс: достижение правильного программирования и захвата заняло время — даже «простая» автоматизация коботом не удалась сразу. Но уход от утомления повторения и попадание в жесткие допуски сделали автоматизацию оправданной.

Ready Robotics запускает Ready.Market — онлайн-маркетплейс робототехники Прогресс LiDAR: революция в фабричной автоматизации