Les robots collaboratifs propulsent la croissance dans la fabrication plastique

Entrez dans l'atelier animé de Pride Solutions LLC à Hutchinson, MN, et vous verrez un nouveau tour CNC brillant produire tube après tube d'aluminium. Pendant que les machinistes de Pride font des choses plus importantes, un robot collaboratif (cobot) Universal Robots modèle UR10 fait le travail ingrat, chargeant et déchargeant la machine pour suivre les commandes à haut volume. En quelques heures, ces pièces seront surmoulées en polyéthylène UHMW (ultra haut poids moléculaire) et expédiées à un client.

Le cobot et le centre de tournage sont de nouveaux ajouts pour ce fabricant de plastiques en croissance. Pride Solutions a investi dans la technologie pour internaliser complètement un gros travail de sous-traitance et a rapidement découvert de plus en plus d'applications pour garder le système à faire des copeaux bien dans la soirée.

Pride Solutions est un fabricant de plastiques spécialisé dans l'UHMW-PE. L'entreprise a 27 employés et inclut quatre divisions collaboratives basées dans une installation de fabrication de 25 000 pi² (2 322 m²) : May Wes, fournisseur de composants agricoles en poly UHMW ; C&A Pro skis de performance pour motoneiges ; Pride Engineered Plastics, fabricant sous-traitant spécialisé en UHMW-PE ; et Pride Assembly, fournisseur clé en main de services d'assemblage électromécanique sur mesure.

Avec les affaires qui explosent chez C&A Pro et May Wes et le travail de sous-traitance et d'assemblage en hausse, les 27 employés de Pride sont également habiles à recommander skis et carbures aux motoneigistes et à aider les agriculteurs à sélectionner des Stalk Stompers pour leurs têtes de cueillette de maïs.

Cette diversification maintient la petite entreprise familiale en effervescence tout au long de l'année, mais aucun moment n'est plus chargé que septembre, quand la récolte d'automne coïncide avec les « Hay Days », le plus grand événement de motoneige au monde et coup d'envoi officiel de la saison de motoneige. Ce mois-là, les clients de sous-traitance et d'assemblage de Pride se précipitent pour compléter les commandes de fin d'année.

Les employés de Pride ont toujours été à la hauteur, grâce à un fort esprit d'équipe et des valeurs fondamentales qui mettent le client d'abord, mais avec les affaires qui montent en flèche et la main-d'œuvre rare, l'entreprise avait besoin d'automatisation pour préparer le terrain pour l'expansion future.

« Au début, nous allions automatiser le tour avec un chargeur de barres, mais notre revendeur machines-outils Al Dulas de Hales Machine Tool a suggéré qu'on regarde les robots collaboratifs », a dit Jack Daggett, président de Pride Solutions. « Ils nous ont mis en relation avec BRAAS Robotics pour faciliter l'intégration, et le cobot était moins cher qu'un chargeur et prend beaucoup moins de place. En plus, c'est bien plus polyvalent. »

Relativement nouveaux pour les fabricants américains, les « cobots » ou robots collaboratifs ont été utilisés dans la fabrication en Europe depuis 10 ans, comparé à seulement 5 ans aux US, a dit Bob Phipps, spécialiste ventes cobots pour BRAAS Robotics (Eden Prairie, MN), une division de Motion Industries. L'équipe BRAAS Robotics est un groupe au sein de BRAAS qui se concentre sur les installations clé en main de robots collaboratifs pour des clients comme Pride Solutions qui sont nouveaux aux applications cobot.

« L'utilisation des cobots a vraiment décollé en Europe et Amérique du Nord une fois que les normes de sécurité ont défini des règles claires pour fabricants et utilisateurs [ISO 10218 et ANSI/RIA 15.06] », a dit Phipps. « La croissance en Amérique du Nord a commencé après la publication de la norme de sécurité robot ANSI/RIA 15.06 en 2013. Depuis plus de 50 ans, les robots étaient gardés, donc il a fallu du temps pour que les utilisateurs s'adaptent à une nouvelle façon de penser. Les applications de robots collaboratifs doublent à peu près chaque année, donc les utilisateurs commencent à les considérer comme courants. »

Le cobot a été un succès instantané pour Pride Solutions, a dit Ben Wick, responsable d'usine de l'entreprise. « Avec l'ajout du robot, nous avons vu une augmentation immédiate de notre capacité », a-t-il dit. « Nous avons pu faire tourner le système sans surveillance sur notre second quart, nous donnant environ 2 000 heures de capacité de quart supplémentaire sans avoir à embaucher un opérateur de second quart. En plus, pendant notre quart de jour, le robot a libéré notre machiniste de la tâche fastidieuse de charger et décharger le tour pour qu'il puisse travailler sur d'autres projets. »

Cette success story ne surprend pas Phipps de BRAAS, dont l'équipe a soutenu le déploiement clé en main du cobot de Pride Solutions avec visites de site, évaluations de preuve de concept, conception système, construction et installation, programmation robot, construction d'outillage de bout de bras (EOAT) et évaluation des risques, formation et support continu.

« Nous aimons toujours travailler avec des clients débutants », a dit Phipps. « Ils commencent généralement avec la perception qu'une solution robot doit être chère, complexe et consommer beaucoup d'espace au sol. Ils sont émerveillés que beaucoup d'applications peuvent être résolues par un seul robot sur piédestal sans garde autour. »

L'application de Pride Solutions était l'ajustement parfait pour un cobot, a noté Phipps. « Toute tâche d'opérateur qui tend à être fastidieuse, répétitive et potentiellement nuisible est bien adaptée pour les robots collaboratifs », a-t-il dit. « Les cobots correspondent typiquement à la portée et la vitesse d'un opérateur pour des applications basiques de pick-and-place. Le tending machine et les bancs de test sont des exemples parfaits où vous avez un opérateur charger une pièce, attendre qu'une tâche se complète et décharger une pièce. Ce sont les applications plus faciles que les clients font généralement pour leurs premières applications juste parce qu'ils peuvent utiliser un seul outil de bout de bras. Les applications d'assemblage peuvent aussi être faites, mais ces applications sont typiquement plus complexes à cause des multiples tâches et multiples outils impliqués. »

« On entend souvent que les gens s'inquiètent que les robots vont prendre leurs emplois, mais notre robot a en fait créé un poste de machiniste qualifié », a dit Daggett. « Sans le robot, nous n'aurions pas pu embaucher Chris Klenke, un machiniste vétéran de 12 ans. En plus, ça a étendu ses connaissances techniques en apprenant à programmer un robot collaboratif. »

Klenke a commencé chez Pride Solutions en 2017. Son expérience précédente incluait le pilotage de tours CNC, centres d'usinage horizontaux CNC et centres d'usinage verticaux. Il n'avait jamais travaillé avec un cobot. Après deux jours de formation, Klenke pouvait programmer le robot avec aisance. En deux semaines, il avait maîtrisé le nouveau tour et robot. « Le robot est simple à utiliser », a dit Klenke. « C'était plus facile que je pensais. »

Le robot fournit aussi un bénéfice de sécurité important, a noté Daggett. « Un robot peut charger et décharger des pièces toute la journée sans contrainte ergonomique », a dit Daggett. « Aussi, avec les capteurs intégrés dans le robot pour assurer un fonctionnement sûr, nous n'avons pas besoin de cage autour, ce qui réduit l'empreinte. »

Dans un futur très proche, attendez-vous à voir des cobots plus avancés travailler avec leurs homologues humains, a prédit Phipps.

Pour plus d'informations sur Pride Solutions, allez sur www.pridesolutions.us ou appelez le 320-587-0760 ; sur BRAAS Robotics, allez sur www.braasrobotics.com ou appelez le 800-288-6628 ; sur Hales Machine Tool, allez sur www.halesmachinetool.com ou appelez le 763-553-1711.