Un robot de type humain automatise les opérations d'usinage secondaires

Cette vidéo est un aperçu de Swiss Productions et de la mise en œuvre du robot qui a permis l'usinage en continu pour l'entreprise. (Crédit vidéo :Swiss Productions Inc.)

Le scénario de production idéal pour un atelier est d'utiliser une seule pièce d'équipement pour usiner des pièces complètes. Ventura, en Californie, Swiss Productions Inc. dispose d'une technologie d'usinage capable de le faire. Pour certains travaux, cependant, les pièces qui sont d'abord usinées sur un centre de tournage CNC nécessitent un travail d'usinage secondaire sur une fraiseuse, ce qui entraîne la nécessité pour un opérateur de s'occuper de ces machines de deuxième opération. Typiquement.

Cependant, Swiss Productions a récemment ajouté deux robots collaboratifs (cobots) pour s'occuper de quelques-unes de ses fraiseuses CNC compactes de deuxième opération. La nouvelle automatisation permet aux machines de fonctionner sans surveillance pendant de longues périodes pendant la journée et même de s'éteindre pendant huit heures le soir, ce qui permet à l'entreprise de gagner 64 heures d'usinage nocturne sans surveillance chaque semaine de travail de quatre jours.

De plus, les cobots offrent des avantages dans la mesure où ils peuvent travailler en toute sécurité aux côtés des humains sans les clôtures généralement requises pour les robots industriels, sont intuitifs à programmer et peuvent souvent être facilement redéployés vers d'autres équipements, selon les besoins.

Cela dit, les robots intégrés par Swiss Productions Inc. offrent tous ces avantages plus un. C'est-à-dire un septième axe qui, par rapport aux robots conventionnels à six axes, offre une flexibilité supplémentaire ressemblant davantage au mouvement du bras humain pour contourner les obstacles tels que les portes des machines-outils et opérer dans des espaces confinés. En fait, les deux robots de l'atelier ferment même les portes des machines et déclenchent le démarrage du cycle d'eux-mêmes, permettant aux personnes qui s'occupaient auparavant des machines d'effectuer des tâches plus utiles que de simplement charger et décharger les machines.

Avec les capteurs de sécurité de l'OB7, le robot peut travaillez à des vitesses élevées lorsque personne ne se trouve à proximité immédiate, puis ralentissez à des vitesses sans danger pour les humains ou arrêtez-vous lorsque des personnes se trouvent à proximité. (Crédits photo :Swiss Productions Inc.)

Automatisation avec un bras

Débutant avec seulement 12 machines à vis en 1982, la croissance de Swiss Productions est impressionnante, puisqu'elle abrite aujourd'hui plus de 50 machines à vis, 30 machines d'opération secondaire et 10 stations d'inspection vidéo. Les capacités de l'atelier d'usinage de précision comprennent l'usinage de pièces d'un diamètre aussi petit que 0,019 pouce jusqu'à 2,5 pouces de diamètre. En tant qu'opération à volume élevé, elle produit plus de 2 millions de pièces par mois pour les secteurs médical, électronique, aérospatial, automobile et de l'irrigation, ainsi que pour le gouvernement.

Avec plus de 50 machines à vis, 30 secondaires machines d'exploitation et 10 stations d'inspection vidéo, les capacités de l'atelier d'usinage de précision comprennent l'usinage de pièces d'un diamètre aussi petit que 0,019 pouce à aussi grand que 2,5 pouces de diamètre.

Swiss Productions a constaté que l'entretien manuel de ses fraiseuses de deuxième opération devenait un goulot d'étranglement, l'empêchant de répondre aux demandes des clients. En 2018, Timo Lunceford, vice-président/directeur général, et son oncle, vice-président senior de Swiss Productions, Richard Petrash, ont identifié une poignée de différents modèles potentiels de robots d'entretien de machines tout en recherchant des possibilités d'automatisation pour les deux Haas VF2 de deuxième opération de l'entreprise. Mini moulins.

"Nous avons opté pour Productive Robotics parce qu'ils étaient locaux et qu'ils proposaient un robot convivial avec une configuration rapide", explique Lunceford. "Nous avons testé quatre robots et revenons sans cesse à l'OB7."

L'appréciation de Lunceford pour ce robot est ancrée dans sa conception et sa facilité d'utilisation. Pour configurer initialement le robot, il roule facilement vers une machine et se verrouille en place avec des roulettes intégrées et des pieds de nivellement. Ensuite, au lieu de programmer avec du code, un opérateur "enseigne" au robot le mouvement requis, ce qui prend 15 à 40 minutes, selon la complexité de la pièce. L'opérateur saisit la poignée du robot (au bout du bras). Le robot est flottant et lâche à ce point, et peut donc être facilement déplacé. Si l'opérateur souhaite que le robot prélève des pièces sur une plaque, par exemple, il la tire vers la pièce, puis appuie sur un bouton sur la poignée qui ferme la pince sur la pièce. De cette façon, le robot sait que l'intention est de ramasser cette pièce. Ensuite, l'opérateur déplace le robot, pièce en main, là où il veut qu'il aille. Une fois qu'il est dans la position où il devrait être, l'opérateur appuie sur un autre bouton qui ouvre la pince pour lâcher la pièce.

Comparé aux robots traditionnels à six axes, le septième axe de l'OB7 offre une flexibilité supplémentaire pour contourner les obstacles et opérer dans des lieux de travail confinés. Selon Bogart, le septième axe est ce qui fait bouger le robot comme un bras humain, le désignant comme unique sur le marché des robots.

Les opérateurs de Swiss Productions ont appris au robot à atteindre les mini-moulins sur lesquels ils travaillent, à saisir les pièces terminées et à se déplacer latéralement avec elles. Ensuite, ils soufflent les pinces qui sont utilisées pour maintenir les pièces. Leurs rayons de rotation rapide leur permettent de fermer la porte de la machine, de vérifier que la porte est bien fermée, puis de pivoter pour appuyer sur le bouton de démarrage du cycle qui se trouve à 180 degrés de l'emplacement précédent.

Zac Bogart, président de Productive Robotics, explique que son entreprise souhaitait cibler des opérateurs qui ne connaissent rien à la programmation de robots. "Nous avons examiné le développement de l'OB7 comme suit :" si une personne peut dire à une autre personne comment faire le travail, une personne ne devrait-elle pas être capable de dire à un robot comment faire le travail de la manière la plus proche possible. ?"", dit Bogart.

Productive Robotics tente également de faire fonctionner son robot autant que possible comme un cerveau humain. "Lorsque nous construisons nos robots, ils passent par un processus où chacune des sept articulations du robot apprend à se connaître", explique Bogart. Il explique que le robot apprend ses spécificités internes, y compris les engrenages, les roulements et les moteurs, afin qu'il puisse se déplacer avec précision et en douceur. Ce processus prend environ 15 à 20 minutes pour chaque articulation.

Depuis que Productive Robotics et Swiss Productions travaillent ensemble, leur relation est devenue étroite. Lunceford dit qu'il permet à Productive Robotics d'utiliser sa boutique comme rampe de lancement, acceptant des entretiens avec d'autres entreprises qui cherchent à investir dans un OB7. Les entreprises visitent Swiss Productions pour voir par elles-mêmes comment le robot s'est intégré aux capacités du magasin.

"La relation commerciale / de travail avec Productive Robotics combinée à son service ponctuel a été de premier ordre", explique Lunceford. "Tout ce que nous avons demandé, nécessaire ou suggéré, l'entreprise l'a mis en œuvre."

Libérer les humains pour les tâches critiques

Bien que les humains soient pour la plupart retirés d'une opération lorsque des robots y entrent, ces humains sont libérés pour effectuer des tâches où leur intelligence, que les robots ne possèdent pas, est nécessaire.

"Les gens ont tendance à considérer les robots comme remplaçant les humains", déclare Lunceford. « Mais ils ne le sont pas. Ils éliminent les tâches manuelles fastidieuses du quotidien qui peuvent être effectuées par un robot, puis cette personne peut faire des choses que le robot ne peut pas faire. Le robot ne peut ni penser ni concevoir. Ils ne peuvent faire que des mouvements de va-et-vient et appuyer sur un bouton. »

Lunceford et son équipe de Swiss Productions en ont fait l'expérience pendant

Swiss Productions Inc. possède deux OB7 qui exécutent sur ses mini-fraiseuses Haas VF2. Un mini moulin exécute une commande de 6 000 pièces tandis que l'autre exécute une commande de 2 400 pièces. L'atelier fabrique généralement ses propres pinces pour les robots. Usinage de production a entendu parler de l'OB7 lors d'une journée portes ouvertes d'Absolute Machine Tools. La société distribue et entretient le robot et est actuellement l'un des seuls intégrateurs OB7 autorisés pour les centres d'usinage CNC.

après avoir mis en place ses robots OB7. L'automatisation a permis d'augmenter la capacité des machines de l'atelier sans avoir à embaucher ou à laisser partir qui que ce soit. Lorsqu'elle a acheté son premier robot, l'entreprise ne disposait que de quatre machines dans son département d'outillage. Maintenant, il en a 10 et deux d'entre eux fonctionnent avec les robots.

Ces opérateurs font maintenant fonctionner des tours tout en assurant la maintenance des postes des OB7 et en inspectant les pièces. Un opérateur est affecté à chacun des deux robots et est chargé de retirer les pièces terminées de la table du robot toutes les deux heures et de les inspecter pendant que le robot continue d'effectuer sa tâche de chargement. Avec ces robots, les opérateurs peuvent effectuer trois tâches au lieu d'une, ce qui les rend beaucoup plus efficaces.

Bien que le robot ne soit pas clôturé, il est sûr pour les humains de se trouver à proximité du robot. Par conséquent, il n'y a aucune raison de faire arrêter la production par le robot. "Contrairement aux robots industriels qui n'ont pas la détection de force nécessaire pour leur permettre d'opérer en toute sécurité parmi les personnes, les robots collaboratifs ont la détection de force nécessaire pour permettre au robot de s'arrêter lorsqu'il heurte un objet ou une personne", explique Bogart. "OB7 est sûr car il peut détecter s'il se heurte à quelque chose de manière inattendue. S'il heurte quelque chose, il s'arrête automatiquement.

Autres ressources d'automatisation

Swiss Productions a mis à profit son investissement dans l'automatisation en intégrant l'usinage en mode veille pour ses machines de deuxième opération, ce qui a considérablement augmenté le délai d'exécution de l'atelier. Une taille de lot typique pour les mini moulins de l'atelier que les robots s'occupent consiste en une commande de 6 000 pièces sur l'une des machines et une commande de 2 400 pièces sur l'autre machine. « Si j'avais une personne chargée de la commande de 2 400 pièces, il nous faudrait probablement huit semaines pour terminer ce travail », explique Lunceford. "Nous avons réduit ce temps de moitié car nous pouvons maintenant éteindre cette machine avec le robot."

Ne pas avoir à programmer des robots est un autre gain de temps. Étant donné que les OB7 ne prennent que 15 à 20 minutes à configurer pour une pièce simple, chaque configuration permet de gagner autant de temps, selon Lunceford. "Donc, disons que vous faites 30 à 40 configurations par an, c'est une quantité incroyable de temps que vous gagnez", dit-il.

Il commente également le système plug-and-play simple offert par le robot et affirme que le fait de ne pas avoir à taper des chiffres dans les CNC des machines est un gain de temps supplémentaire.

Voici un aperçu des deux OB7 en cours d'exécution chez Swiss Productions. (Crédit vidéo :Swiss Productions Inc.)

Robots après déménagement

Étant donné que Swiss Productions a connu un grand succès en mettant en œuvre ses deux robots OB7, elle prévoit d'en acheter davantage après son déménagement dans une installation plus grande à Liberty Lake, Washington, à l'automne 2022.

Lunceford explique que les 37 employés de l'entreprise ne déménagent pas tous avec l'entreprise. En fait, seuls 14 envisagent de déménager avec. Bien qu'il affirme que l'entreprise embauchera probablement 10 personnes, le magasin devra être innovant et intégrer davantage de robots. Il dit que les Haas Mini Mills se feront face sur le nouveau site, il prévoit donc d'acheter des robots capables de faire fonctionner deux machines simultanément.

En attendant, Productive Robotics continuera à faire progresser sa technologie pour développer des robots plus faciles et plus rapides à mettre en œuvre pour les utilisateurs en les rendant plus intelligents. Selon Bogart, l'industrie exige une technologie plus intelligente en général, et pas seulement pour les robots.

Il fait également allusion à une tendance qui embrasse l'idée d'un tiers créant des accessoires pour des travaux spécifiques, tels que le soudage ou l'inspection, sur un robot générique.

Robotique productive | 805-244-9300 | productiverobotics.com

Productions Suisses Inc. | 805-654-8525 | swissproductions.com

Le septième axe d'OB7 et une imprimante numérique

En mettant l'accent sur la conception de ses robots pour le meilleur ajustement pour la plupart des travaux, Productive Robotics a créé l'OB7 avec un septième axe ou une septième articulation. Ce septième axe est la caractéristique qui permet au robot de contourner les obstacles, comme le fait un bras humain. Sans le septième axe, ce mouvement est impossible, selon Zac Bogart, président de Productive Robotics.

"Le septième axe est le mouvement que vous utilisez si vous faites du bras de fer - en utilisant le mouvement de votre bras supérieur", explique Bogart. "C'est le mouvement qui donne aux ateliers d'usinage la flexibilité de placer le robot ailleurs qu'en plein milieu de la zone de travail, donc c'est beaucoup plus convivial."

Bien que l'OB7 de Productive Robotics soit relativement nouveau sur le marché, la technologie a évolué depuis les années 1980 lorsque Bogart a développé des robots dans le domaine des effets spéciaux cinématographiques. Ce travail lui a permis de concevoir des systèmes de caméras à commande robotisée que les caméramans pouvaient programmer eux-mêmes. Cela signifiait, pour lui, qu'il devait créer un système qui ne nécessitait aucune programmation, ce qu'il fit.

"À l'époque, vous le faisiez voler avec des joysticks comme un modèle réduit d'avion", explique-t-il. "Ensuite, l'ordinateur apprendrait tous ces mouvements et pourrait ensuite recréer les mouvements sur film."

Il y a environ huit ans, Bogart a lancé une nouvelle entreprise qui se concentrait uniquement sur les robots ; ainsi, Productive Robotics est née, puis est arrivée ce qu'on appelle maintenant l'OB7 en 2017. Cette fois, cependant, Bogart a reconnu que les ordinateurs sont devenus plus sophistiqués, permettant une création de robots moins difficile et plus gratifiante.

La compréhension de Bogart de la technologie robotique vient de la technologie similaire qu'il a apprise dans l'autre société qu'il possède et qui fabrique des systèmes d'impression numérique haut de gamme. Selon lui, bien qu'elles ne se ressemblent pas, les imprimantes numériques sont conçues pour contrôler de nombreux éléments avec un ordinateur, comme le font les robots.

"La technologie a évolué tout au long, et c'est le fil conducteur", explique-t-il.