Visionsgesteuerter Cobot verdoppelt Tagesproduktion

Mit dem Versprechen „Qualitätsteile, druckfertig, pünktlich geliefert“ ist Walt Machine aus Lumberton, Mississippi, stolz auf seine Zuverlässigkeit, hatte aber angesichts eines potenziellen Engpasses zu kämpfen. Jedes Jahr fertigt das Unternehmen mit einer einzigen CNC-Maschine in nur zwei Monaten tausende Kameragehäuse. Dieser kurzfristige Anstieg des Produktionsvolumens strapaziert regelmäßig die Fähigkeit, das Versprechen seines Mottos zu erfüllen. Um dieser Herausforderung zu begegnen, investierte das Unternehmen in ein einfaches Bildverarbeitungssystem von Robotiq aus Lévis, Quebec, Kanada, und installierte es auf einem kollaborativen Roboter (Cobot) mit einem Greifersystem von Universal Robots (East Setauket, New York).

Walt Machine ist auf hochpräzise optische Arbeiten für wissenschaftliche Kameramontagen spezialisiert und erhält jedes Frühjahr einen Auftrag über etwa 6.000 Kameragehäuse, die auf seiner Haas VM-3 hergestellt werden. Die Größe dieses Auftrags könnte nahelegen, dass Firmenpräsident Tommy Caughey zusätzlich zu seinem regulären Personal einen Vollzeit-CNC-Bediener einstellen sollte, aber diese Lösung hat ihre Mängel. Zu Beginn dauert es 30 bis 45 Minuten, um eine Seite jedes Kameragehäuses zu bearbeiten. Das bedeutet, dass es bei acht Stunden Arbeit am Tag mehrere Wochen dauert, bis der komplette Auftrag mit einer einzigen Maschine produziert ist. In diesem Zeitrahmen wären die Teile fast lieferbereit, bis ein neuer Mitarbeiter vollständig geschult werden könnte.

Anstatt in die Schulung eines Mitarbeiters zu investieren und sich um die Bindung dieser Person zwischen den Produktionsspitzen zu sorgen, erwog Herr Caughey eine Roboterlösung. „Ich habe Universal Robots vor vielleicht vier oder sechs Jahren auf der International Manufacturing Technology Show (IMTS) gesehen und fand es interessant:ein Roboter, der keine zusätzlichen Dinge benötigt. Ich habe das über die Jahre verfolgt und dachte, dass wir eines Tages dorthin gehen müssen“, sagt er. Eine Hürde für diese Lösung war, dass der Cobot entweder eine Vision oder ein Fördersystem benötigte, um Rohteile vom Tisch des VMC aufzunehmen. Herr Caughey wurde darauf hingewiesen, dass dies ein sehr schwieriger Prozess sei, der von einem engagierten „Vision-Experten“ durchgeführt werden sollte.

Im Juni 2016 veröffentlichte Robotiq jedoch die Plug + Play-Armbandkamera exklusiv für Universal Robots. Dieses System ermöglichte es Mr. Caughey, jedes Kästchen auf seiner Wunschliste anzukreuzen. Er kaufte einen UR10-Cobot und montierte die Handgelenkkamera direkt über seinem Zweifinger-140-Greifer, was visuelles Scannen mit vereinfachter Roboterprogrammierung ermöglicht.

Um den Cobot zu unterrichten, sagt Herr Caughey:„Entweder nehmen Sie Ihr Teil und legen es auf die Oberfläche, wo Sie es aufnehmen möchten, und Sie machen vier Schnappschüsse davon in vier verschiedenen Ausrichtungen, oder, wenn es so etwas Einfaches wie ein Rechteck ist oder Ronde, Sie legen einfach die Abmessungen dessen fest, was Sie pflücken, und (der Cobot) weiß es.“ Diese einfachen Techniken ermöglichen es, den Cobot in etwa 10 Minuten zu unterrichten, sagt er, wodurch ein Vision-Experte überflüssig wird.

Im nächsten Schritt werden 15 bis 20 gleiche Rohteile auf einem Tisch im Sichtfeld des Cobots platziert. Der Roboter dreht sich über den Tisch und macht mit der Kamera einen Schnappschuss der Teile, fährt dann näher heran und nimmt ein detaillierteres Bild eines einzelnen Teils auf. Nach der Identifizierung des Werkstücks bewegt der Roboter es in den Schraubstock der CNC-Maschine und sendet ein Startsignal an die Werkzeugmaschine.

Seit Walt Machine seinen Cobot (den die Mitarbeiter „Arthur“ nannten) gekauft hat, hat sich die Produktivität in der Werkstatt stark verbessert. Obwohl der Cobot die Zykluszeit nicht direkt verbessert, verkürzt er doch die Zeit, die zum Abschließen eines Auftrags benötigt wird. Arthur arbeitet über Nacht, sodass die Werkstatt täglich doppelt so viele Teile bearbeiten kann. Das Unternehmen konnte die Maschinenstillstandszeiten verringern und Arthur konnte die Zeit der Mitarbeiter für das Platzieren von Werkstücken freisetzen. Das freut Mr. Caughey, der sagt, er sei nervös gewesen, einen Roboter die ganze Nacht sich selbst überlassen zu haben. „Es geht nur darum, es loszulassen und die Tatsache zu akzeptieren, dass es vier bis sechs Stunden länger laufen wird“, sagt er. „Du gehst nach Hause und nichts geht kaputt.“

Die Zeit der Mitarbeiter kann jetzt besser genutzt werden. Maschinist Matthew Niemeyer lernte, wie man den Cobot programmiert, wodurch er seine beruflichen Fähigkeiten in der Produktion verbessern konnte. „Sie machen immer noch die ganze Feinabstimmung, wie zum Beispiel die Programmierung“, erklärt er, „aber die Abhilfemaßnahmen beim Be- und Entladen der Maschine werden für Sie erledigt, damit Sie nicht müde werden. ” Als der Cobot diese Abhilfeaufgaben übernahm, trat Herr Niemeyer in eine neue Rolle als Vertriebsmitarbeiter ein, wodurch er seine Talente einsetzen konnte, um neue Geschäfte für Walt Machine zu gewinnen. „Wir können mehr Geschäfte in den Shop bringen, was zu mehr Maschinen, mehr Robotern und allgemeinem Wachstum führen wird.“

All dies wäre ohne diesen ersten Roboter nicht möglich, sagt Herr Caughey, und er glaubt, dass in 10 Jahren jeder kleine Laden wie er mindestens einen haben wird. Arthur kann Walt Machine dabei helfen, seine jährliche Bestellung von 6.000 Stück erfolgreich abzuschließen, und das, ohne dass Mr. Caughey sich Gedanken darüber machen muss, wie er die Kosten für zusätzliches Gehalt oder Ausbildung aufbringen würde. Der Cobot hat es den Mitarbeitern von Walt Machine ermöglicht, ihre Fähigkeiten zu verbessern und gleichzeitig das Geschäft auszubauen.