Les cobots aident les mouleurs à trouver le « juste équilibre » entre les personnes et l'automatisation

Donnelly Custom Manufacturing est un mouleur personnalisé à court terme et à mélange élevé qui effectue plus de 40 changements de moules par jour sur ses 37 machines d'injection pour répondre aux besoins des clients en volume faible à moyen (voir les articles précédents en mars '15 et sept. . '12). L'un de ses principaux défis consiste à savoir où et comment automatiser les tâches qui peuvent ne durer que quelques heures.

Comme l'a expliqué le président Ron Kirscht, cette courbe d'apprentissage continue est motivée par une série d'années de ventes record - 36,2 millions de dollars en 2018 - qui permet à Donnelly's Alexandria, Minn., de sauter d'usine, même avec l'ajout de deux nouvelles presses l'année dernière. « Nous devons être agiles tout en tirant parti de notre expertise des courts tirages pour gérer efficacement et gagner du temps dans les processus critiques, à la fois les configurations et les cycles de production. »

Depuis plus d'une décennie, Donnelly ajoute la robotique, de sorte que toutes ses machines de plus de 140 tonnes sont équipées d'enleveurs de pièces de style cartésien, qui libèrent les employés pour des tâches à plus forte valeur ajoutée à la presse, comme le soudage, la décoration et l'usinage. Au cours des cinq dernières années, Donnelly a également exploré le nouveau domaine des robots collaboratifs, ou cobots. Il a commencé par installer deux cobots Baxter de l'ancien Rethink Robotics (aujourd'hui fermé ; sa technologie a été acquise par le groupe Hahn d'Allemagne). Donnelly les emploie dans des tâches simples de sélection et de placement, telles que l'emballage ou la coupe des carottes. « L'emballage des cartons prend l'équivalent de la moitié du temps d'un opérateur », explique Kirscht. « Le Baxter peut le faire et compter sans avoir besoin de peser les boîtes. »

DEVENIR COLLABORATIF

L'année dernière, Donnelly a exploré ce que d'autres cobots potentiels pourraient offrir dans des opérations séquentielles plus sophistiquées. L'entreprise a acheté son premier cobot UR5 à Universal Robots. Dit Jerry Bienias, le v.p. de Donnelly. des opérations, « Nous avons pu visiter des ateliers d'usinage CNC dans notre région qui utilisent plusieurs cobots UR. Nous avons pu voir qu'ils sont plus capables que le Baxter en termes de vitesse, de précision et de facilité de programmation. »

Donnelly a mis l'UR5 au travail en chargeant deux minuscules inserts dans un moule à deux cavités, puis en retirant les pièces, en coupant les portes et en déposant les pièces dans des tubes dans une boîte, cinq pièces par tube. Ceci est accompli dans un cycle de 40 secondes à l'aide d'un outillage en bout de bras (EOAT) développé par Donnelly pour permettre au cobot d'accomplir toutes ces opérations avec un seul EOAT. En conséquence, une cellule qui nécessitait auparavant un opérateur et demi ne nécessite désormais que la moitié du temps d'un opérateur. (Voir en action sur http://short.ptonline.com/Donnelly .)

Bienias dit que Donnelly s'en tiendra probablement aux cobots UR pour ses futurs achats. Le cobot Baxter (qui n'est plus sur le marché) n'était pas à la hauteur de la tâche de chargement des inserts, en raison d'un tremblement des bras, note-t-il, ajoutant :« Nous aimons toujours le Baxter. C'était notre rampe de lancement dans un nouveau monde de robotique collaborative."

Bien que l'un des mérites des cobots soit leur capacité à fonctionner en toute sécurité à proximité des personnes, ce principe a ses limites. Donnelly a une protection dure autour de la zone de l'EOAT qui gère les pièces moulées car elles ont des bords tranchants qui pourraient causer des blessures par contact accidentel.

Les cobots sont également vantés pour leur facilité de programmation, en utilisant une méthode « d'apprentissage par le biais ». Bienias note qu'une configuration précise de l'UR5 est essentielle pour le chargement des inserts. L'un des facteurs est le moule, l'huile chauffée à 380 ° F, qui se dilate à mesure qu'elle se réchauffe. Le cobot UR5, monté sur roues, est boulonné à la presse, et une configuration spéciale EOAT qui correspond étroitement à la version de production est utilisée pour "apprendre au robot où se trouve le moule dans l'espace", au moyen de chevilles de positionnement sur le moule, explique Bienias. . En 5 à 10 min, le cobot est suffisamment orienté pour placer les inserts à quelques mils près.

Bien que Donnelly soit assez satisfait de son utilisation évolutive des cobots, Kirscht souligne que « les gens continuent d'effectuer la majorité des tâches de fabrication critiques ici. L'automatisation nous aide à mieux comprendre la nature des tâches effectuées par les humains afin que nous puissions identifier les opportunités de trouver le bon équilibre entre les personnes et l'automatisation. »