Коботы Universal Robots удвоили выпуск Tool Gauge, контролируя затраты на труд

Выбор технологий вместо найма людей

Tool Gauge из Такомы (Вашингтон) производит высокоточные металлические и пластиковые компоненты и сборки для авиакосмической промышленности. Производство этих трудоемких изделий в условиях дефицита кадров создает серьезные вызовы. С долгосрочными контрактами фиксированной цены, которые нельзя пересмотреть, Tool Gauge обратилась к автоматизации для смягчения и контроля затрат на труд. Два кобота Universal Robots решили эту задачу, одновременно снизив брак и улучшив качество продукции.

Помимо снижения потребности в дополнительных рабочих для повторяющихся, нежелательных задач, Tool Gauge также нашла новые возможности для сотрудников добавлять ценность, улучшать безопасность и получать удовлетворение от работы.

Джим Ли, гендиректор Tool Gauge, сталкивается с суровыми реалиями ведения бизнеса на глобальном рынке.

Хотя компания близка к многим своим клиентам на северо-западе Тихого океана, те могут вести бизнес где угодно в мире, включая рынки с гораздо более дешевым трудом.

«Стало ясно, что способ конкурировать — не нанимать больше тел, а внедрять больше технологий, а затем добавлять больше ценности с помощью этих технологий», — говорит он.

Фиксированные контракты компании могут длиться 5–7 лет без возможности пересмотра даже при росте затрат на труд. Tool Gauge нуждалась в эффективности — и обнаружила, что коботы Universal Robots (UR) идеальное решение.

Ли описал три ключевых преимущества коботов UR. «Мы выбрали Universal Robots потому что, во-первых, это коботы: мы всегда боялись автоматизацию из-за огромных капитальных вложений, но с UR это не так. Во-вторых, мы беспокоились о перегородке участков производства для автоматизированных ячеек, чего не нужно с UR. В-третьих, мы можем конфигурировать коботов UR на сотни разных задач; они высококонфигурируемы и легко перемещаются. Для нас это было единственным решением».

Внедренный кобот дает мгновенный возврат

Tool Gauge установила два кобота UR для решения повторяющихся, высокотрудоемких задач в отделах металлических и пластиковых деталей.

На металлической стороне легко повреждаемая медная деталь производилась полностью обслуживаемым квалифицированным ЧПУ-наладчиком просто для снятия деталей с желоба ЧПУ, очистки, промывки, сушки и укладки в коробки. Теперь детали проходят датчик приближения, посылающий сигнал коботу UR3 на захват. Кобот помещает детали в промывочную ванну, затем держит их перед сушилкой, после чего сбрасывает в индивидуальные картонные ячейки.

Tool Gauge смогла использовать встроенный в кобот UR мастер паллетизации для легкой программировки робота на укладку каждой детали в открытую ячейку коробки в сетке.

«Когда мы поставили Universal Robot, это дало экономию $9000 за счет сокращения затрат труда уже на первом заказе, и мы планируем запускать это многократно», — говорит Ли, который больше не тратит таланты своего наладчика, а может переключить его на более ценные проекты — наладку и программирование ЧПУ-станков.

Кобот удваивает производство

В отделе литья под давлением робот UR5 используется для сложной сборки пластиковой экструзии, захватывая наконечники для пластиковой панели, перемещая их через дозатор клея.

После правильного дозирования клея в наконечнике UR5 помещает деталь в актуатор на столе, где деталь зажимается. Оператор затем берет на себя, инспектирует склеивание и извлекает деталь. Эта задача ранее требовала четырех операторов для производства ~200 единиц в день. Теперь автоматизированное приложение требует одного оператора, работающего с коботом UR5, для производства 400 единиц в день.

Операция склеивания также имела довольно высокий процент брака. Инженер по производству Tool Gaugen Стивен Оуцс объяснил: «Любая работа с клеем имеет столько переменных, негативно влияющих на результат, что мы хотели уйти от ручного нанесения к роботческому, чтобы использовать повторяемость робота. Наш процент брака снизился с 15% до всего 3%».

Добавил Ли: «То, что я думал одной из самых сложных сборок — использование робота для нанесения клея на очень сложную поверхность — работает очень, очень хорошо».

Помимо экономии труда, Ли подчеркивает качество и последовательность роботизированного склеивания, и тот факт, что это дает операторам время инспектировать шов, а не просто производить деталь максимально быстро.

Не только было трудно человеку наносить клей одинаково каждый раз, потенциальная травма также была проблемой.

Оуцс сказал: «Зона, куда нужно нанести клей, невероятно узкая, поэтому со временем операторы чувствовали усталость в руках».

Эта усталость теперь в прошлом.

«Очень приятно иметь Universal Robot в этой ячейке из-за его безопасности. Не нужно беспокоиться о травмах от этого кобота», — сказал он.

Травмы от повторяющихся движений снижены

CEO Tool Gauge Дебби Ли сказала, что компания получила дополнительную экономию за счет снижения травм от повторяющихся движений.

«Мы видели снижение претензий по труду и промышленности на производственном полу, так как роботы берут на себя эти монотонные задачи», — сказала она, добавив, что роботы позволили Tool Gauge привлечь молодежь, давая преимущество в найме недавних выпускников, желающих работать с захватывающими, интересными технологиями. «Работа с коботами — это то, что им нравится, это скорее квалифицированное хобби, чем просто приход и запуск станка».

Простая программа — ключ для некоторых работников

До Universal Robots инженер по производству Оуцс имел минимальный робототехнический опыт — лишь немного времени в колледже с традиционным, неинтуитивным SCARA-роботом.

Поэтому легкий опыт программирования UR был огромным плюсом, говорит он. «При переходе на Universal Robots интуитивная природа графического интерфейса пользователя и привлекла меня. Я действительно ценю, как все термины в ПО на простом языке. Я понимаю их легче и точно знаю, как код выполняется от начала до конца, и получаю отличную графическую обратную связь о том, что мои действия заставят делать робота».

Еще одно преимущество Universal Robots — как легко подключить цифровые и аналоговые входные сигналы к блоку управления.

Оуцс обнаружил, что использование датчика приближения было так же просто, как вставить провода в один из 12-вольтовых цифровых входов, выбрать его на экране I/O на пульте обучения UR3 и ждать сигнала от датчика, сообщающего коботу, что пора подбирать деталь.

Сотрудники приветствуют кобот-коллег

Одной из первых причин, по которым Tool Gauge посмотрела на автоматизацию, был острый дефицит кадров. Компания рассматривала необходимость нанять до ста новых сотрудников, которых просто не было на напряженном рынке труда северо-запада Тихого океана.

С коботами UR компания смогла сократить это число вдвое, имея возможность нанимать рабочих на работы, которые они хотят.

«Мы узнали, что люди, делавшие работы, которые бы делал робот, были действительно счастливы больше не делать эти работы», — сказал Ли. «Думаю, мы будем заказывать еще много, потому что людям нравится работать рядом с роботами. Они тихие, и очень предсказуемые в том, что производят и сколько вещей могут делать. Если спросить всех наших сотрудников, есть ли у них опасения работать рядом с Universal Robot, ответ будет единодушным: "Абсолютно никаких"».

ROI быстрее ожидаемого

В авиакосмической отрасли, где дизайны продуктов могут оставаться неизменными 20–30 лет, ожидания окупаемости капитальных вложений дольше, чем во многих других отраслях. Ли изначально думал, что 3–4 года окупаемости на роботов будет хорошо. Он был приятно удивлен Universal Robots, увидев 50% ROI на UR5 уже в первом квартале производства, и похожее для UR3, с ожидаемой окупаемостью обоих роботов менее чем за год. «Мы очень в восторге от этого», — сказал он.

Способность коботов легко перемещаться и перепрограммироваться на дополнительные процессы, с легкой сменой концевиков манипулятора, позволяет Tool Gauge рассматривать широкий спектр задач, где преимущества коботов могут улучшить процессы и выпуск.

Например, традиционные роботы на прессах для литья под давлением могут быть заменены коботами, и коботы могут обслуживать прессы и другие задачи обработки, а также финальную сборку.

Так легко перемещать коботов на новые приложения, инженер Оуцс с нетерпением ждет привоза еще больше Universal Robots для дополнительных высокообъемных работ, включая одну для заклепки и сборки.

«Одна конкретная деталь требует установки 20 заклепок, и поскольку это высокий объем, мы сразу увидели применение для робота именно там», — сказал он. «Мы можем поставить полуавтоматический заклепочный пистолет на конец руки, который сделает всю заклепку за нас. Планируем делать это на прессе литья под давлением, так что эта деталь никогда не придется уходить из этой зоны для вторичных операций».