Un cobot guidé par la vision double la production quotidienne

Avec la promesse de « pièces de qualité, fabriquées pour imprimer, livrées à temps », Walt Machine de Lumberton, Mississippi, est fier de sa fiabilité, mais il a lutté face à un goulot d'étranglement potentiel. Chaque année, l'entreprise utilise une seule machine CNC pour produire des milliers de boîtiers de caméra en seulement deux mois. Cette augmentation à court terme du volume de production met régulièrement à rude épreuve sa capacité à tenir la promesse de sa devise. Pour relever ce défi, l'entreprise a investi dans un système de vision simple de Robotiq de Lévis, Québec, Canada, et l'a installé sur un robot collaboratif (cobot) avec un système de préhension d'Universal Robots (East Setauket, New York).

Spécialisée dans le travail optique de haute précision pour les assemblages de caméras scientifiques, Walt Machine reçoit chaque printemps une commande d'environ 6 000 boîtiers de caméra qu'elle produit sur son Haas VM-3. La taille de cette commande pourrait suggérer que le président de la société, Tommy Caughey, devrait embaucher un opérateur CNC à temps plein en plus de son personnel régulier, mais cette solution a ses défauts. Pour commencer, il faut 30 à 45 minutes pour usiner un côté de chaque boîtier de caméra. Cela signifie que, travaillant huit heures par jour, il faut plusieurs semaines pour produire la commande complète avec une seule machine. Dans ce délai, les pièces seraient presque prêtes à être livrées au moment où un nouvel employé pourrait être entièrement formé.

Plutôt que d'investir dans la formation d'un employé et de s'inquiéter de la rétention de cette personne entre les rushes de production, M. Caughey a envisagé une solution robotique. "J'ai vu Universal Robots au Salon international des technologies de fabrication (IMTS) il y a peut-être quatre ou six ans, et j'ai trouvé cela intéressant :un robot qui ne nécessite aucun élément supplémentaire. J'ai suivi au fil des ans et j'ai pensé que c'était là où nous devions aller un jour », dit-il. Un obstacle à cette solution était que le cobot aurait besoin d'une vision ou d'un système de convoyeur pour ramasser les pièces brutes de la table du VMC. M. Caughey a été informé qu'il s'agissait d'un processus très difficile, qu'un « expert en vision » dédié devrait gérer.

Cependant, en juin 2016, Robotiq a lancé la caméra de poignet Plug + Play exclusivement pour Universal Robots. Ce système a permis à M. Caughey de cocher toutes les cases de sa liste de souhaits. Il a acheté un cobot UR10 et monté la caméra au poignet directement au-dessus de sa pince 140 à deux doigts, permettant un balayage visuel avec une programmation robotique simplifiée.

Pour apprendre au cobot, dit M. Caughey, "soit vous prenez votre pièce et la placez sur la surface où vous voulez la prendre, et vous en prenez quatre instantanés dans quatre orientations différentes, soit, s'il s'agit de quelque chose de simple comme un rectangle ou un blanc circulaire, il vous suffit de définir les dimensions de ce que vous choisissez, et (le cobot) le sait. » Ces techniques simples permettent d'enseigner le cobot en 10 minutes environ, dit-il, ce qui rend inutile l'intervention d'un expert en vision.

L'étape suivante consiste à placer 15 à 20 des mêmes pièces non usinées sur une table dans le champ de vision du cobot. Le robot tourne sur la table et prend un instantané des pièces avec la caméra, puis se rapproche et prend une photo plus détaillée d'une seule pièce. Après avoir identifié la pièce, le robot la déplace dans l'étau de la machine CNC et envoie un signal à la machine-outil pour qu'elle démarre.

Depuis que Walt Machine a acheté son cobot (que les employés ont appelé « Arthur »), la productivité dans l'atelier s'est considérablement améliorée. Bien que le cobot n'améliore pas directement le temps de cycle, il diminue le temps nécessaire pour terminer un travail. Arthur travaille la nuit, ce qui permet à l'atelier d'usiner deux fois plus de pièces chaque jour. L'entreprise a réduit le temps d'inactivité des machines et Arthur a libéré le temps du personnel consacré au placement des pièces. Cela ravit M. Caughey, qui dit qu'il avait été nerveux à l'idée de laisser un robot à lui-même toute la nuit. "Il s'agit simplement de laisser tomber et d'accepter le fait qu'il va fonctionner pendant quatre à six heures supplémentaires", dit-il. "Tu vas rentrer chez toi et rien ne va se casser."

Le temps des employés peut désormais être mieux utilisé. Le machiniste Matthew Niemeyer a appris à programmer le cobot, ce qui lui a permis d'améliorer ses compétences professionnelles en production. « Vous continuez à faire tous les réglages, comme la programmation », explique-t-il, « mais les tâches correctives de chargement et de déchargement de la machine sont prises en charge pour vous, de sorte que vous ne vous épuisez pas. ” Lorsque le cobot a pris en charge ces tâches correctives, M. Niemeyer est entré dans un nouveau rôle de représentant des ventes, lui permettant de mettre ses talents au travail pour attirer de nouvelles affaires pour Walt Machine. "Nous pouvons attirer plus d'affaires dans l'atelier, ce qui se traduira par plus de machines, plus de robots et une croissance globale."

Tout cela ne serait pas possible sans ce premier robot, dit M. Caughey, et il pense que, dans 10 ans, chaque petit magasin comme le sien en aura au moins un. Arthur peut aider Walt Machine à terminer avec succès sa commande annuelle de 6 000 pièces, et il peut le faire sans que M. Caughey ait à se soucier de la façon dont il supporterait les coûts d'un salaire supplémentaire ou d'une formation. Le cobot a permis au personnel de Walt Machine d'améliorer leurs compétences tout en développant l'entreprise.