Les robots mobiles augmentent la productivité et la sécurité des travailleurs

Une flotte mobile de robots universels reçoit désormais des ordres de travail quotidiens pour résoudre des tâches en constante évolution pour le fabricant d'électronique à haut mix/faible volume Scott Fetzer Electrical Group (SFEG ; Fairview, TN). Fournis par Universal Robots USA Inc. (East Setauket, NY ; Odense, Danemark), les robots UR collaboratifs ont optimisé la production de 20 %, prenant en charge les tâches monotones et potentiellement dangereuses des employés désormais réaffectés à des emplois plus gratifiants.

SFEG a été créée en 2010 pour rassembler les capacités de trois entreprises de Scott Fetzer Company :France Power Solutions, Northland Motor Technology et Kingston Products. Située à la périphérie de Nashville, l'entreprise conçoit et fabrique des produits d'alimentation électrique, notamment des transformateurs, des alimentations, des commandes de mouvement et des systèmes d'entraînement.

Lorsque le premier robot UR5 est arrivé chez SFEG, il a rapidement été nommé "Waldo", inspiré des livres populaires Where's Waldo mettant en vedette un ami sympathique qui continue d'apparaître dans de nouveaux endroits parmi des foules de gens.

"Un jour, Waldo plie de la tôle, le lendemain, il effectue des tâches de ramassage et de placement, et le troisième jour, nous l'emmenons à la journée de fabrication au lycée local", a déclaré Matthew Bush, directeur des opérations chez SFEG, fabricant d'une large gamme de moteurs et composants électriques.

Les robots UR sont un nouveau type de robot classé comme collaboratif en raison de leur conception interactive. Les robots collaboratifs sont faciles à configurer pour une nouvelle tâche et disposent de systèmes de sécurité intégrés qui permettent au bras du robot de s'arrêter automatiquement s'il rencontre des objets ou des personnes sur son parcours.

Bush est tombé sur cette nouvelle solution d'automatisation alors qu'il cherchait des moyens de rendre SFEG plus compétitif à l'échelle mondiale, tout en tirant davantage parti des machines existantes. "L'un de nos plus grands défis en tant que producteur à haut mix/faible volume est que la plupart de nos lignes ne fonctionnent pas tout le temps. Essayer de trouver un moyen de mettre des robots en jeu au sens traditionnel était un très gros défi », a déclaré Bush.

"Nous voulions construire une force robotique mobile et flexible, et la seule façon d'y parvenir était avec un robot collaboratif. Nous n'avons vu que quelques offres et le robot UR était le seul robot qui, selon nous, pouvait faire le travail. Il a la vitesse et la précision d'un robot industriel standard avec la capacité de se déplacer et de travailler à côté des humains », a déclaré Bush.

SFEG a placé les robots UR sur des socles à roulettes et construit actuellement la flotte de robots UR mobiles déployés sur l'ensemble du département tôlerie. Les robots sont intégrés dans l'ensemble du cycle de production, de la découpe du flan initial sur la presse à découper au formage, pliage et assemblage final des composants électriques. Des robots supplémentaires sont prévus pour aider à s'occuper des presses à tourelle et des presses plieuses.

Le directeur général, Rob Goldiez, a déclaré :"Nous constatons une augmentation d'environ 20 % en ayant un rythme avec les robots universels travaillant main dans la main avec nos employés." Les robots UR travaillant sur la ligne de champ moteur sont un robot UR5 et un robot UR10 nommés d'après leur charge utile en kilos. Les robots présentent tous une répétabilité de 0,1 mm et une portée de 19,7 à 51,2 ″ (500 à 1 300 mm).

L'UR5 est placé en fin de ligne juste à côté d'un employé qui remet au robot une pièce de champ moteur. L'UR5 prend la pièce, la place dans un support, prend un coupe-fil pour couper les fils, puis place la pièce pour que le robot UR10 la prenne et la place sur un convoyeur pour l'assemblage final.

« Nous pouvons interconnecter plusieurs robots et lire via Modbus les connexions TCP et l'état du robot. Nous pouvons également transmettre des informations à d'autres progiciels et collecter des données. Cela ouvre de nombreuses portes pour faire beaucoup de choses que nous commençons à peine à envisager », a déclaré l'ingénieur principal Jamie Cook.

Un robot UR est livré avec un pendentif à écran tactile par lequel toute la programmation est effectuée. Diriger le bras du robot peut se faire soit à l'aide des touches fléchées à l'écran, soit simplement en saisissant le bras du robot et en lui « apprenant » les mouvements souhaités entre les points de cheminement. Cela a éliminé la programmation en texte structuré que Cook devait habituellement coder lorsqu'il travaillait avec des robots traditionnels.

"C'était vraiment facile à apprendre et ça s'est passé beaucoup plus facilement que prévu. Je dirais qu'il a fallu un tiers à la moitié du temps de mise en œuvre sur la base des expériences précédentes que j'ai eues », a déclaré Cook.

Alors que SFEG recherchait des tâches à automatiser, l'élimination des tâches monotones et potentiellement dangereuses était la priorité numéro un. Une autre tâche désormais gérée par la flotte de robots mobiles UR est le remplissage d'époxy dans les circuits imprimés.

Dans le passé, les employés fabriquaient un gros lot de circuits imprimés et se tenaient là et les remplissaient manuellement avec de l'époxy en deux parties et les envoyaient sur la ligne de durcissement. Aujourd'hui, le robot fait ça toute la journée ce qui nous permet de passer à un flux monobloc. Les risques pour la sécurité sont désormais évités sur la ligne de champ du moteur en faisant en sorte qu'un robot UR gère la coupe du fil.

"C'est une application potentielle du syndrome du canal carpien coupant environ 16 000 fils par jour à la main. Nous avons donc pensé que c'était un endroit idéal pour installer des robots - laissez-les avoir le canal carpien !"

«Nous constatons environ 1 à 1 mouvement de personnes d'où nous installons un robot qui nous permet de déplacer une personne vers un autre domaine de l'entreprise. Nous avons actuellement 14 robots d'Universal Robots et comme nous les avons tous mis en œuvre, nous prévoyons de pouvoir repositionner 14 employés », a déclaré Goldiez.

L'une des prochaines tâches robotiques en cours de développement chez SFEG consiste à mettre des clips en C sur les armatures. Au four à vernis, deux UR10 chargeront et déchargeront des paniers avec des moteurs. Une UR10 est déjà déployée à la fin du convoyeur de vernis, fonctionnant comme une simple station de transfert, déplaçant les paniers entre les lignes.

"Nous examinons tout ce que nous concevons maintenant pour nous assurer que nous pouvons l'assembler avec un robot. Si nous ne pouvons pas assembler cela avec un robot, nous devons retourner à la planche à dessin et réessayer."

Pour plus d'informations sur Universal Robots USA Inc., rendez-vous sur www.universal-robots.com ou appelez le 631-610-9664.

Cet article a été publié pour la première fois dans l'édition de mars 2016 de Manufacturing Engineering magazine. Lisez "Les robots mobiles augmentent la productivité et la sécurité des travailleurs" au format PDF.