Cobot Fleet résout la pénurie de main-d'œuvre

Aldo Albieri, responsable des opérations chez Thyssenkrupp Bilstein, n'hésite pas à parler de « révolution » lorsqu'il décrit le déploiement rapide des bras robotiques collaboratifs d'Universal Robots dans l'usine de Hamilton, dans l'Ohio, qui fabrique des solutions de suspension de haute technologie pour l'industrie automobile. "Je sentais que nous étions au bon moment avec la bonne opportunité d'en faire partie. Nous avons commencé à voir des robots collaboratifs être utilisés d'une manière complètement différente de celle que nous voyons traditionnellement des robots à six axes en cours d'exécution », dit-il, décrivant des visites dans de petits ateliers d'usinage familiaux où des fabricants ayant peu ou pas d'expérience en robotique automatisent même des tâches complexes avec des cobots. . «Ils n'utilisaient pas de cage de sécurité et les cobots étaient placés sur des roues et déplacés entre les tâches. C'est à ce moment-là que les choses ont vraiment cliqué », explique M. Albieri, qui depuis cette découverte a supervisé la mise en œuvre d'un nouveau cobot sur le site de Bilstein à Hamilton tous les deux mois pendant près de deux ans.

"Cela s'est produit à un rythme incroyablement rapide, nous évoluant rapidement à partir d'essais et d'erreurs au début, en utilisant des fournisseurs pour effectuer l'intégration de la machine", déclare M. Albieri. Il s'est vite rendu compte que l'externalisation des déploiements de cobots était la voie à suivre. Son équipe Industrie 4.0 qui gérait les applications de cobot a étudié d'autres options, mais il déclare :« Nous avons décidé de nous associer à un type de cobot, et c'est à ce moment-là que nous avons choisi notre premier cobot avec Universal Robots. Nous avons réalisé que UR disposait de la solution la plus avancée pour un pick-and-place plus précis. Le cobot est facile à entretenir et à programmer, et il présente le meilleur rapport vitesse/répétition.”

Ligne présidentielle

Le groupe interne Industrie 4.0 de Bilstein a maintenant déployé neuf cobots UR10, le plus grand des modèles UR, avec une portée de 51 pouces et une charge utile de 22 livres. Un dixième UR10 est utilisé comme modèle de test pour de futures applications. "Nous prévoyons de mettre en œuvre environ 40 autres applications cobot dans notre organisation", déclare M. Albieri, expliquant comment l'entreprise a proposé le concept de nommage pour les nouveaux collègues cobot. "Nous avions besoin d'un système qui pourrait être appliqué séquentiellement à 45 à 50 cobots et avons décidé de nous amuser en les nommant d'après les présidents américains." La flotte de cobots s'étend désormais de George Washington à John Tyler.

Élimination des risques ergonomiques

L'une des applications les plus accrocheuses de l'usine de Hamilton comprend les cobots James Monroe et John Quincy Adams travaillant en tandem pour assembler les amortisseurs du système d'amortissement actif (ADS) de Thyssenkrupp. Le cycle en plusieurs étapes commence par Monroe récupérant un tube intérieur qu'il alimente dans une poinçonneuse, puis le place sur un dispositif de transfert, où Adams le récupère et le charge dans une « station de mariage », où il saisit un tube extérieur, les marie ensemble et les place sur la goulotte de sortie. En essayant de programmer les cobots pour qu'ils fonctionnent en séquence avec les machines, les ingénieurs ont fait une nouvelle découverte pour faciliter le déploiement :ils ont réalisé qu'ils pouvaient simplement apprendre aux cobots à appuyer sur les boutons de démarrage des machines au lieu de câbler les cobots au contrôle. système.

Le cobot John Adams sélectionne et place une pièce suivie d'une inspection de la jauge. « Avant, nous vérifiions deux parties toutes les une ou deux heures pour nous assurer que nous étions toujours là où nous pensions être; mais maintenant, nous avons une inspection à 100 % », déclare Doug McIe, ingénieur de fabrication chez Thyssenkrupp Bilstein.

Inspection à 100 %

Une autre tâche désormais automatisée est l'inspection de la qualité, où quatre cobots effectuent l'inspection de la jauge et vérifient le sertissage post-remplissage et l'assemblage des pièces finales. "Lorsque nous faisions l'inspection des jauges auparavant, nous vérifiions deux pièces toutes les une ou deux heures pour nous assurer que nous étions toujours là où nous pensions, mais maintenant nous avons une inspection à 100 %", explique Doug McIe, ingénieur de fabrication chez Thyssenkrupp Bilstein. Le cobot déployé dans l'assemblage final est équipé d'une caméra Cognex et se déplace rapidement entre les points d'inspection pour s'assurer que tous les composants sont dans la bonne position et que l'étiquette est correctement appliquée et lisible. "Chaque pièce qui arrive est vérifiée, et si elle échoue, le robot la rejette en fait dans le processus", explique M. McIe.

Nouvelle voie de croissance et de retour sur investissement

Depuis que Bilstein a commencé à intégrer l'automatisation des cobots en interne, le retour sur investissement (ROI) des cobots UR s'est amélioré. « Nous avons des projets avec des retours sur investissement plus longs et plus courts », déclare M. Albieri. "Mais notre zone de confort est un

délai de récupération d'environ 10 à 14 mois pour justifier l'investissement. Les cobots sont définitivement un retour sur investissement plus rapide que les robots traditionnels. Il teste également maintenant deux robots mobiles autonomes de Mobile Industrial Robots (MiR) pour fournir du matériel aux lignes, effectuant les manutentions sans valeur ajoutée entre différents emplacements.

Les cobots Thomas Jefferson (à gauche) et Andrew Jackson travaillent en tandem pour faire passer les tubes en acier nouvellement formés de l'opération de soudage au processus de poinçonnage.

La libération de la main-d'œuvre pour travailler sur d'autres tâches joue un rôle important dans l'obtention d'un retour sur investissement rapide. "Les cobots UR nous ont donné l'opportunité de grandir, de nous développer, de créer plus d'emplois et de déplacer nos ressources les plus précieuses - nos ressources humaines - vers de nouveaux projets, là où le savoir-faire était le plus nécessaire", déclare M. Albieri, soulignant que la croissance du entreprise sur le marché du travail d'aujourd'hui sans cobots serait difficile. « Si nous comptions uniquement sur l'embauche de nouvelles personnes, nous ne pourrions jamais multiplier par trois la taille que nous avions à l'origine. Les cobots nous ont ouvert une nouvelle voie de croissance tout en conservant la main-d'œuvre existante. Aucun travailleur ne perdra son emploi au profit d'un robot. »

Impliquer les opérateurs

Alors que Bilstein déploie toujours l'automatisation traditionnelle pour les cycles rapides dans des espaces clos, l'entreprise se concentre sur la prise en charge par les cobots des tâches où les travailleurs définissent les opportunités. Jordan Osterholt, ingénieur processus au sein du groupe Industrie 4.0 de l'entreprise, explique qu'il est essentiel d'impliquer les opérateurs dans l'identification des emplois mûrs pour l'automatisation. "Les opérateurs sont à l'avant-garde de tout le bâtiment qui se passe dans cette entreprise", dit-il. "Leur demander "où pouvons-nous vous aider à améliorer le processus ?" nous a été très utile lorsque nous développons de nouvelles applications."

Situé dans la section Aftermarket de l'usine Bilstein de Hamilton, le huitième UR 10, Martin Van Buren, effectue le sertissage post-remplissage, le récupère d'un chariot, le charge dans la machine et termine le cycle en tenant la pièce sertie pour une inspection par caméra. pour assurer un bon sertissage

Selon M. Albieri, la mise en place de cobots n'est pas qu'une aventure technologique. "Il s'agit vraiment de mettre en place une nouvelle organisation avec transparence et communication ouverte", dit-il. "Vous ne voulez pas que les employés arrivent un jour au travail et se rendent compte qu'ils ont un robot qui travaille à côté d'eux." Il s'est assuré que les premiers cobots UR étaient présentés à l'équipe de l'atelier avant le déploiement. « Nous avons expliqué que ces cobots étaient là pour développer notre activité et aider à éliminer les problèmes ergonomiques répétitifs et les conditions de travail qui ne sont pas les plus favorables aux personnes. Et cela a été la réalité absolue », explique-t-il, détaillant l'impact de la nature collaborative des cobots. "Il n'y a plus une si grande barrière entre les gens et la technologie maintenant. Les cobots partagent l'espace de travail avec nos employés, qui peuvent simplement saisir le pendentif d'apprentissage intuitif et faire fonctionner les cobots, car l'interface ressemble plus à un iPad qu'à un contrôleur de robot."

Les cobots ont été accueillis par l'opérateur Quenna Quarles, qui s'occupait auparavant des tâches désormais automatisées. "J'ai eu beaucoup de douleurs dans le passé, je devais constamment frapper physiquement ça, bouger ça", dit-elle. "Maintenant, nous pouvons mieux gérer la production, et mon travail est plus facile car je charge simplement les tubes et laisse les cobots s'occuper du reste."

Copier/Coller des applications

L'équipe d'ingénierie qui a développé les applications cobot n'avait aucune expérience préalable en robotique. « Nous avons commencé par effectuer de simples tâches de sélection et de placement pour lancer le processus », explique M. McIe. « L'étape suivante consistait à déterminer l'interface avec les machines. C'était un peu plus difficile, mais une fois que nous l'avons fait, cela s'est propagé très rapidement et nous avons commencé à voir des applications partout dans l'usine que nous pouvions presque copier et coller."

M. Osterholt explique comment le fait de suivre les modules de formation gratuits de l'UR Academy sur le site Web de l'UR a joué un rôle déterminant dans la phase de développement. "Je ferais le tour de la programmation du robot et je me dirigerais directement vers notre robot de test et appliquerais ce que j'ai appris", dit-il.

Tester de nouvelles applications

Le robot de démonstration est sur roues, il peut donc simplement être enroulé côté machine pour tester une tâche. « Nous pouvons brancher le cobot sur une prise 110 V standard et commencer immédiatement les tests », explique M. McIe. "Avec un robot industriel traditionnel, nous devrions d'abord percer des trous et le boulonner au sol. Cela nous fait gagner beaucoup de temps. » En plus de déployer un robot de test pour développer de nouvelles applications, Bilstein utilise également le logiciel RoboDK, certifié via la plateforme UR+ pour être plug-and-play avec les cobots UR. "Les simulations logicielles nous aident vraiment à déterminer si notre temps de cycle sera suffisamment précis pour qu'il vaille la peine de prototyper l'outillage et de le diffuser. Nous pouvons mettre l'effort sur l'écran de l'ordinateur, et lorsque nous le livrons, il est presque prêt à fonctionner."

L'équipe Industrie 4.0 travaille actuellement à l'inversion de deux cobots UR10 sur un prolongateur de gamme 7ème axe certifié UR+ de Vention et prévoit de poursuivre le déploiement rapide, en introduisant un nouveau cobot dans l'atelier tous les deux mois. « Il y a tellement d'opportunités là-bas », dit M. Albieri. "Le ciel est la limite."

Universal Robots États-Unis Inc. | 631-610-9664 | universal-robots.com

Thyssenkrupp Bilstein of America Inc. | 513-881-7600 | bilstein.com

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LIEN ::short.gardnerweb.com/urcobot

À propos de l'auteur

Joe Campbell

Joe Campbell est directeur principal du développement d'applications chez Universal Robots. L'entreprise fournit des solutions d'automatisation flexibles qui sont utilisées dans le monde entier par des fabricants de toutes tailles pour répondre aux besoins de main-d'œuvre, augmenter la productivité et devenir plus compétitifs.