Prvý robot UR5 v SFEG okamžite dostal meno Waldo (inšpiráciou mu boli populárne knihy „Kde je Waldo“), kde sa príjemný chlapík objavuje na nových miestach obklopený množstvom iných ľudí.
„Jeden deň Waldo ohýbal plechy, druhý deň zase vykonával štandardné „pick and place“ úlohy a tretí deň sme ho zobrali na „Manufacturing day“ na miestnu strednú školu“, hovorí Matthew Bush, prevádzkový riaditeľ SFEG, ktorá vyrába širokú škálu elektrických motorov a komponentov.
„Roboty od Universal Robots sa dajú znova nasadiť do výroby a môžu pracovať bez ochranného oplotenia hneď vedľa človek, čo predstavuje radikálny odklon od tradičného priemyselného robota, ktorý zvyčajne stojí pevne upevnený za bezpečnostnými zónami a bezpečne od ľudí. Roboty UR predstavujú nový typ robota klasifikovaného ako kolaboratívny vzhľadom na svoj interaktívny dizajn, ktorý ho predurčuje na nové úlohy a vďaka integrovaným bezpečnostným systémom sa dokáže robotické rameno zastaviť pri styku s objektom alebo ľuďmi.“
Tradičná robotická výzva
M. Bush narazil na toto nové riešenie automatizácie, keď hľadal spôsoby na zlepšenie konkurencieschopnosti SFEG v celosvetovom meradle s využitím existujúcich strojov a personálu vo výrobe.
„Keďže sme výrobca s veľkým produktovým mixom, no s nízkym objemom, našou najväčšou výzvou bolo, že naše výrobné linky nebežia nepretržite. Snaha využiť robotov na výrobnej linke v tradičnom zmysle slova bola veľká výzva,“ hovorí M. Bush a rozvádza ďalej: „Našim cieľom bolo vytvoriť mobilnú, flexibilnú robotickú silu. Jediný spôsob, ako by sme to mohli dokázať, boli kolaboratívne roboty. Zopár ponúk nám už prešlo cez ruky, ale UR robot bol jediný, ktorý mohol vykonávať našu prácu. Má rýchlosť a presnosť štandardného priemyselného robota a dokáže pracovať a pohybovať sa v blízkosti ľudských operátorov.“
SFEG umiestnil UR roboty na pohyblivé podstavce a cieľom je flotila mobilných robotov rozmiestnených po celom oddelení spracovania plechov. Dokázal ich integrovať do celého výrobného procesu, od počiatočného rezania polotovarov na montážnom lise, až po tvárnenie, skladovanie a finálnu montáž elektrických súčiastok. „Máme stojacich robotov, čakajúcich na prácu. Ráno dorazia naši zamestnanci a vedľa každého robota máme pracovné rozkazy na všetky denné úlohy.“
Robot udáva tempo
Generálny manažér SFEG Rob Goldiez vysvetľuje, ako sa produktivita a konzistencia na linkách s UR robotmi zlepšila: „Pred príchodom Universal Robot sme na našej transformátorovej linke vyrábali priemerne 10 dielov na osobu, po nasadení sme dosiahli 12 dielov na osobu, čo predstavuje zvýšenie pracovného taktu o 20 % pri spolupráci našich ľudí s robotmi.“
Na výrobnej linke motorov pracujú motory UR5 a UR10, pomenované podľa ich pracovného zaťaženia. UR6 je umiestnený na konci výrobnej linky hneď vedľa zamestnanca, ktorý podáva robotu časť motora. UR5 zodvihne súčiastku, vloží ju do držiaka, zdvihne rezačku a oreže zvyšné drôty. Následne presunie súčiastku robotu UR10, ktorý ju zdvihne a umiestni na dopravníkový pás konečnej montáže.
Oba UR roboty pracujú v tandeme a dokážu medzi sebou zdieľať svoju aktuálnu polohu prostredníctvom Modbus pripojenia. „Môžeme prepojiť dohromady niekoľko robotov a ich stav čítať cez Modbus TCP. Taktiež môžeme odovzdávať informácie do iných softvérových balíkov a takto zbierať údaje. Otvárajú sa nám nové možnosti.“ hovorí hlavný inžinier SFEG, Jamie Cook.
Doba implementácie znížená až o 50 %
V spoločnosti boli pred príchodom nových kolaboratívnych technológií trochu nervózni, nemali skúsenosti s programovaním robotov bez ochrannej klietky. UR robot je dodávaný s dotykovou obrazovkou, cez ktorú je možné programovať všetky potrebné funkcie. Pohyb robotického ramena sa dá realizovať buď pomocou kurzorových tlačidiel na obrazovke alebo jednoduchým posunom robotického ramena, ktoré sa „učí“ pohyby medzi jeho zastaveniami. Takto sa im podarilo eliminovať štruktúrované programovanie, ktoré musel J. Cook pri práci s tradičnými robotmi absolvovať.
„Učenie bolo naozaj veľmi ľahké a išlo to oveľa hladšie než som očakával. Len s minimálnym zaškolením, manuálom a sledovaním intuitívneho používateľského prostredia sa mi podarilo naprogramovať požadované funkcie. Povedal by som, že na základe predchádzajúcich skúsenosti sa doba implementácie skrátila asi o jednu tretinu.“
Zber údajov z testovania životného cyklu
Jednou z nových aplikácií použitím UR robotov je zber dát v živom testovaní, kde sú malé roboty vyrábané v SFEG umiestnené priamo v zariadeniach zákazníka.
„Používame jedného z našich mobilných robotov, na zapínanie a vypínanie zariadenia. Robot zariadenia na minútu zapne a následne vypne na 30 sekúnd po dobu 400 hodín. Je to rýchly spôsob ako môžeme vykonávať testovanie životného cyklu. Nemuseli sme nastavovať veľa zariadení – vytvoriť základný program nám trvalo do 5 minút,“ hovorí M. Bush. Robot zbiera údaje relevantné pre skúšky, ako je maximálna veľkosť prúdu, priemerná veľkosť prúdu, počet dokončených cyklov. Namerané údaje sú potom odosielané do dátového úložiska.
„Takto sme mohli do testov zahrnúť aj našich zákazníkov. Ich teší, že používame nové technológie, ktoré im pomôžu dostať návrhy do výroby oveľa rýchlejšie. A nám to dáva výhodu pred našimi konkurentmi tisíce míľ ďaleko v krajinách s nízkymi výrobnými nákladmi.“
Syndróm karpálneho tunela prenechajme robotom
SFEG neustále hľadal úlohy, ktoré by mohol automatizovať. Prioritou číslo jedna sa stala eliminácia monotónnych a potenciálne nebezpečných úkonov. Pomocou mobilnej robotickej flotily UR riešili plnenie dosiek plošných spojov epoxidom. „V minulosti museli zamestnanci pripraviť dávku plošných spojov, následne ručne postojačky plniť dosky dvojdielnym epoxidom a hotové dosky presúvať ďalej po tvrdiacej linke. V súčasnej dobe tam pracuje robot celú výrobnú smenu a proces je jednoliaty,“ hovorí M. Bush.
„Toto je príklad aplikácie, ktorú by nebolo možné zrealizovať stacionárnym robotom, keďže by sme museli robota presúvať stále von alebo dovnútra bunky a na konci bolo nutné epoxidový stroj rozobrať a vyčistiť,“ hovorí prevádzkový riaditeľ. Bezpečnostným rizikám sa vyhli aj na motorovej linke, kde na rezanie káblov používajú ďalšieho UR robota. „Rezať asi 16 000 káblov ručne predstavuje nábeh na syndróm karpálneho tunela. Tak sme si mysleli, že toto je skvelé miesto pre roboty – nech dostanú karpálny tunel oni!“
Zachránený „Thelmou a Louise“
Robot UR5 na rezanie káblov pracuje v tandeme s UR10. Kolegovia hneď po príchode robotov nazvali tento tím „Thelma a Luise“. Podľa vedúceho linky Sebrina Thomson v SFEG, pomenovanie vzniklo z toho, že zamestnanci sa báli, že ich roboti „zhodia zo skaly“. „Keď sa roboty prvýkrát objavili na výrobnej ploche, zamestnanci boli veľmi nervózni – mysleli si totiž, že budú nahradení. Roboty však zvládajú veľa nudných a opakujúcich sa úloh, my sme mohli presunúť zamestnancov na náročnejšie pracovné úlohy. Moji kolegovia teraz neustále hľadajú nebezpečné procesy, kam by mohli presunúť robotov,“ hovorí vedúci linky.
„Bol som prekvapený, aké to bolo jednoduché. Ak viete ovládať smartfón, môžete pracovať aj s týmito robotmi.“ SFEG pridelil zamestnancov, ktorých úlohy prevzali roboty, na nové produkčné oblasti, kde spoločnosť zaznamenala dokonca rast.
„Sme svedkami presunu v pomere jedna k jednej. Ak dáme na pracovné miesto jedného robota, tak človeka presunieme do inej oblasti podnikania. Teraz máme štrnásť robotov UR a keď ich budeme mať všetkých implementovaných vo výrobnom procese, budeme môcť presunúť 14 zamestnancov. Stal sa z nás oveľa pružnejší výrobca,“ hovorí riaditeľ Rob Goldiez.
Ďalšie kolaboratívne plány
Jedným z ďalších procesov v SFEG, kam plánujú nasadiť robotov, je pripevňovanie c-klipov na armatúry. Pri lakovacej peci budú umiestnené dva roboty UR10, ktoré budú slúžiť na nakladanie a vykladanie motorov. Jeden UR10 je už nasadený na konci dopravníkového pásu pri lakovni, kde funguje ako jednoduchá prekladacia stanica pohybujúca sa medzi jednotlivými výrobnými linkami.
„Mali sme jedného zvyšného robota UR10 a jeho jednoduchá integrácia do výrobného procesu nám pomohla kompletne kontrolovať dopravník počas celého dňa. Tento spôsob nám ušetril náklady, keďže sme nemuseli minúť ďalších deväť až dvanásť tisíc dolárov za novú odovzdávaciu stanicu,“ hovorí M. Bush. Doba návratnosti je v súčasnosti 12 až 14 mesiacov. „Na všetky nové projekty pozeráme s dôrazom na možnosť realizácie pomocou robota. Ak nemôžeme pridať do výrobného procesu robota, vrátime sa ku rysovacej doske a skúsime to znova.“
„Stretávame sa v obrovským záujmom od dodávateľov do automobilového priemyslu. Nahrádzajú niektoré z ergonomicky nepriaznivých úloh robotickým aplikáciami. Priemysel s medicínskymi zariadeniami taktiež začína tento typ kolaboratívnych robotov používať na laserové značenia a montáž,“ ukončil Karl Bentz zo spoločnosti Cross Automation, obchodný zástupca Universal Robots v severnej Amerike.
