PMI повышает эффективность сварки с коллаборативными роботами

Processed Metal Innovators LLC (PMI), Блумер, Висконсин — металлообрабатывающий завод, производящий сотни разных штампованных и сваренных металлических деталей для тяжелой техники, автомобилей, бытовых приборов и др. Размеры деталей варьируются от нескольких дюймов до 10 футов (3,048 м), от тонколистовых материалов до 3/4 дюйма (19,05 мм) и тяжелее.

PMI начала с шести сотрудников в начале 1990-х. Переехала в текущее место в 1998 и выросла до более чем 100 сотрудников. Объект начал с около 60 000 кв. футов (5574 кв. м) и с тех пор расширился до более чем 130 000 кв. футов (12 077 кв. м).

С малой доступностью сертифицированных сварщиков и традиционными роботизированными сварщиками, неспособными справляться с малыми сериями, PMI обратилась к недавно выпущенному кобот-управляемому сварочному комплексу BotX Welder от Universal Robots для повышения производительности и прибыльности.

Эрик Ларсон, вице-президент по операциям PMI, устал отказывать в бизнесе из-за дефицита кадров. «Много бизнеса постучалось в нашу дверь», — сказал он, «и многое в прошлом мы вынуждены были не биддить, потому что требовало сварки. У нас всего около семи сварщиков, а для некоторых работ нужно девять или десять. Сейчас у нас достаточно котировок, что нам пришлось бы нанять еще 30 сварщиков». С дефицитом кадров в Висконсине до нового коронавируса (COVID-19), делающим найм сертифицированных сварщиков трудным, и традиционными роботизированными сварщиками невыполнимыми для high-mix/low-volume производства, Ларсону нужен был другой вариант.

Компания уже обратилась к коботам от Universal Robots (UR), Оденсе, Дания и Бостон, для обслуживания двух механических прессов в прошлом.

Коботы подбирают детали с конвейера, помещают их в прессы для штамповки и убирают детали на другой конвейер. Коботы на прессах автоматически ставится на паузу, когда кто-то входит в рабочую ячейку, доказывая безопасность и рентабельность и позволяя рабочим переходить в более ценные роли.

Коботы были внедрены Hirebotics, UR Certified Systems Integrator, предоставляющим облако-подключенных роботов, оплачиваемых почасово за время работы, устраняя капитальные затраты и упрощая приложения. Этот успех привел PMI к поиску приложений для автоматизации для продолжения роста. Когда PMI услышала о новом сварщике BotX от Hirebotics, пазл сложился.

«Мы выбрали роботов BotX из-за того, что они коллаборативные роботы и не нуждаются в большой ограждающей системе вокруг них. Они очень компактны, просты в использовании и очень просты в программировании. Это win-win пакет — это будущее для малой сварки», — сказал Ларсон.

Сварочный комплекс BotX спроектирован для легкой реализации и программирования, и объединяет обширную сварочную экспертизу и два года разработки в сотрудничестве с Red-D-Arc, Airgas и Air Liquide. Роб Голдиз, сооснователь и CEO Hirebotics, сказал: «Universal Robots — отличный выбор для этой платформы по нескольким причинам: один — это крайне открытая платформа. Она позволяет нам контролировать, как робот выполняет, из облака, и новая e-серия имеет уникальные возможности в своем встроенном датчике силы/крутящего момента, которые мы используем для лучшего пользовательского опыта для конечного клиента».

Клиенты могут обучать BotX необходимым швам через приложение Hirebotics на смартфоне или планшете, используя сварочные библиотеки, разработанные для BotX.

«Команда Hirebotics приехала, они разгрузили BotX с их арендованного грузовика, и в течение двух часов у них было всё настроено. В течение получаса я уже запускал его и программировал и делал всё сам», — сказал Шон Брюс, лидер области робототехники и автоматизации PMI, подчеркивая приложение Hirebotics. «Я не сертифицированный сварщик, но я могу легко просто загрузить программу, и у меня мои столы расписаны в картинках, так что я знаю, где поставить мою оснастку и мою систему приспособлений, и я могу переключаться между деталями в течение 15 минут», — сказал он.

Ключевая концепция системы робота HireBotics BotX — нет капитальных вложений вперед. Hirebotics доставляет и настраивает систему, и все, что клиент должен обеспечить — газ и стандартное питание. После оценки рисков, никакая специальная ограждающая система не требуется, и компания платит почасовую ставку только за время, когда робот фактически сваривает. «По сравнению с тем, что сотрудник получил бы за почасовую зарплату, плюс все их накладные расходы, вы, вероятно, экономите половину того, что бы заплатили нормальному сварщику», — сказал Ларсон.

Новая роботизированная сварочная система уже повлияла на способность компании брать новые заказы, несмотря на острый дефицит сварщиков, объяснил Ларсон. «С новой системой BotX мы можем выйти туда и котировать работу, которую мы не могли котировать раньше, потому что знаем: к моменту принятия PO, мы можем получить робота сюда и быть готовыми сваривать детали до того, как даже придет первый заказ в дверь».

Другой значительный выгода — способность PMI получить сертификацию сварок BotX для клиентов, требующих это. «Это теперь значит, что нам не нужно использовать сертифицированных сварщиков для надзора за операцией. Пока программа кобот-сварщика сертифицирована, любой оператор может тендить кобот-сварщика. Это действительно открывает много новых ресурсов для нас», — сказал Ларсон.

Это возможно, потому что робот и программист сертифицированы сварочными инспекторами, применяющими то же тестирование, через которое проходит человек-сварщик для сертификации, используя сварочные образцы и деструктивные тесты для сертификации шва.

Сказал Ларсон: «С новой системой BotX мы можем привести одного робота и запустить его на три смены и не нужно нанимать трех сварщиков, так что если нам нужно 30 сварщиков, у нас может быть 10 роботов, работающих. Нам нужно нанимать сотрудников для управления роботами, но теперь им не нужно быть квалифицированными сварщиками. Это действительно освобождает много ресурсов для нас».

PMI также имеет традиционные сварочные роботы в доме, но они требуют оснастки, которая может занять до 16 недель на изготовление. Особенно для деталей малых серий PMI обнаружила, что оснастка не была рентабельной. Ларсон PMI объяснил разницу с коллаборативной системой BotX.

«Столы, которые идут с роботом BotX, включают зажимные системы и всё, что нужно, чтобы просто зажать деталь на столе и сделать несколько фото. У вас есть маленькая схема, и каждый раз, когда вы идете загрузить эту программу обратно, вы можете настроить деталь так же, как раньше, так что не нужно большое или дорогое приспособление. Нет капитальных вложений, и это просто plug-and-play».

Кроме того, простой на традиционных роботах может занять до двух недель, чтобы получить сервисного техника для решения проблемы. В сравнении, система HireBotics BotX включает 24-часовой сервисный вариант, отвечающий при нажатии кнопки в приложении Hirebotics. Сказал Ларсон: «Ты заходишь на телефон, ты кликаешь приложение, и они ответят». Его коллега Шон Брюс добавил: «Если у меня есть любые проблемы, я могу написать Hirebotics в этом приложении и мгновенно получить ответ. Это не часы ожидания, не дни ожидания; это секунды иногда и для устранения неисправностей в реальном времени проблема решается за минуты».

Как в любой сварочной мастерской, маржа прибыли на крупных сварных конструкциях значительно больше, чем на малых сварках. «Мы теперь можем перераспределить наших существующих ручных сварщиков на обработку крупных деталей, пока мы всё еще можем сделать маленькие детали», — сказал Ларсон. «Так что мы не заменяем никого в нашей компании роботами; мы просто перемещаем людей туда, где они добавляют наибольшую ценность».

Ларсон также обнаружил, что роботы привлекают молодых рабочих, которых часто трудно нанять и удержать на производственных работах. Он сказал: «Мы узнали, когда мы поставили эти роботы и искали человека для роли робототехнического и технологического лида, у нас было много молодых сотрудников, все заинтересованные в применении на эту позицию. Они любят свои телефоны и они любят компьютеры. Это большой хит для молодого поколения, которое в технологиях и хочет уметь работать с и программировать роботов».

Пока молодые люди могут гравитировать к использованию коллаборативных роботов для сварки, использование кобота в фабrikaционной отрасли потребовало некоторых убеждений, объяснил Роб Голдиз Hirebotics. «Большинство людей, которые были в отрасли долгое время, верят, что сварка — тяжелая задача — лучше подходит для традиционных роботов. Они не думают, что коллаборативный робот способен на задачу. Одной из первых вещей, которые мы должны были сделать, было доказать нашим партнерам в Airgas и Air Liquide, что коллаборативный робот может эффективно сваривать».

«Это было доказано звучно хорошо, и это не только движение укладки шва», — продолжил Голдиз. «Это робот, укладывающий шов, а затем режущий его и анализирующий и рентгенирующий, чтобы убедиться, что он соответствует стандартам, которые они ожидали и хотели представить своей клиентской базе».

После убеждения эти экспертные партнеры сыграли важные роли в разработке и внедрении BotX. «Команды Air Liquide, Airgas и Red-D-Arc имели глубокую, глубокую сварочную экспертизу, которая используется для построения сварочной библиотеки, доставляемой через облако к роботам», — сказал Голдиз. «Это сварочные библиотеки, разработанные в НИОКР центре, который у Air Liquide с международно признанными сварочными экспертами».

Hirebotics также способна быстро включить обратную связь клиентов. Пока ранние версии предоставляли базовые швы, такие как прямые линии, шовные швы и приварки, обратная связь от ранних клиентов таких как PMI побудила Hirebotics быстро разработать более сложные процессы, включая многосегментные и радиальные швы.

Эта экспертиза теперь дает конкретные результаты, включая последовательность, которой даже ручные сварщики не могут достичь. Сказал Ларсон PMI: «С робототехнической системой BotX качество швов отлично, потому что если вы запрограммировали шов быть в этом конкретном месте, шов будет в этом конкретном месте. Если вы запрограммировали его быть 2 дюйма (50,8 мм) на этом шве, неважно, кто запускает эту программу или кто настраивает деталь, это будет каждые 2 дюйма на этом шве». Это не обязательно случай с человеческими сварщиками, добавил Ларсон. «Вы возвращаетесь к традиционному ручному сварщику, и они не уверены, сколько это 2 дюйма — может быть 1,25 дюйма (31,75 мм), может быть 1,5 дюйма (38,1 мм), может быть 2-дюймовый зазор, или 2,5 дюйма (63,5 мм) зазор. Так что это действительно убирает догадки из обеспечения укладки шва в правильном месте».

Для получения дополнительной информации о Processed Metals Innovators посетите www.pmillc.com или звоните 888-877-7277. Для получения дополнительной информации о Universal Robots посетите www.universal-robots.com или звоните 844-462-6268.