사내 통합 시스템 작업

그곳에서 일하는 사람들보다 자신의 사업을 더 잘 아는 사람은 없습니다. 소유권, 관리 및 근로자는 모든 회사, 특히 빠르게 진화하는 정밀 기계 부품 제조 세계에서 생계를 유지하려는 회사를 구성하는 많은 장점과 단점을 매일 처리합니다.

상점이 새롭고 더 나은 제조 방식으로 전환하는 데 도움을 주기 위해 불안에 떨고 있는 많은 제3자가 있지만, 때때로 가장 좋은 답은 상점 자체의 벽 안에 있을 수 있습니다. 이것이 오하이오주 델포스에 위치한 Vanamatic Company의 핵심 철학을 요약한 것입니다.

Vanamatic은 회사의 자립과 문제 해결 능력에 자부심을 느끼는 3세대, 90명의 직원을 갖춘 정밀 가공 부품 제조업체입니다. 경영진은 먼저 내부적으로 답을 찾고 문제/해결 활동에 직원을 참여시키고 그 후에야 부족한 부분을 채우는 데 필요한 외부 리소스를 찾습니다.

수년에 걸쳐 이 "더 적은 비용으로 더 많은 일을 하는" 접근 방식을 채택한 결과 내부 인재를 먼저 활용하는 데 중점을 둔 환경에서 더 쉽게 답변을 얻을 수 있고 직원들의 동의를 얻을 수 있다는 이점이 추가되었습니다. 1954년 창립 이래 회사가 많은 폭풍우를 헤쳐나갈 수 있었던 성공적인 공식입니다.

회사의 최신 주요 시스템 통합 움직임에는 독립적으로 작업하거나 인간 작업자와 협력하여 조수 역할을 할 수 있는 협동 로봇(코봇)을 사용하여 여러 작업을 자동화하는 것이 포함됩니다. 협동로봇은 상대적으로 최근에 개발되었으며 로봇을 작업 현장에서 훨씬 더 실용적인 도구로 만드는 것입니다. 특히 Vanamatic만큼 붐비는 로봇입니다.

좋은 시작
수년에 걸쳐 공장 관리자인 Adam Wiltsie는 작업장 전체에 걸쳐 노동력 절감 및 공정 개선을 설계 및 개발했습니다. 그러한 장치 중 하나는 부품 청소 및 축 압기 회전 목마의 조합으로 시작되었습니다.

그것은 생산되는 부품에 필요한 적절한 게이지를 갖춘 기계 할당 측정 스테이션으로 변형되었습니다. 이는 작업장의 중앙 ERP 시스템과 연결되어 작업자의 실시간 상태 정보와 설정, 측정 및 작업 실행 정보에 대한 액세스를 손끝에서 제공합니다. 이러한 장치는 사내에서 설계, 제작 및 통합되었습니다.

Mr. Wiltsie는 또한 작업 현장의 선반과 공장 모두에 대한 로딩 및 언로딩을 위한 픽 앤 플레이스 자동화를 주도했습니다. 기본적으로 이러한 장치는 작업을 수행하기 위해 작업자를 사용하는 단조로움을 완화하도록 설계된 기계식 셔틀 로더/언로더였습니다. 유연성이 거의 없는 거의 고정된 자동화였습니다.

로봇은 Vanamatic의 논리적인 전진을 나타냅니다. 무역 박람회에서 코봇(사람 옆에서 안전하게 작업할 수 있는 근접 감지 기능이 있는 로봇)이 시연되는 것을 본 후 Wiltsie 씨는 이 기술이 자신의 상점의 요구 사항을 따라 잡았음을 알 수 있었습니다. 안전 케이지가 필요 없이 작업자 옆에서 작동하는 6축 다관절 암은 완벽했습니다. 그리고 Rich Lindeman의 조립 스테이션은 시작하기에 완벽한 장소였습니다.

Vanamatic의 첫 번째 협동로봇은 Ethel이었습니다. 그녀의 이름은 최근 회사에서 50년 동안 정규직으로 근무한 그녀의 핸들러인 Mr. Lindeman이 지었습니다. Rich와 Ethel이 짝을 이룬 조립 작업을 위해 Rich는 자신이 Lucille Ball과 그의 협동로봇에서 초콜릿 캔디 컨베이어를 작업하는 그녀의 충실한 친구 Ethel Mertz로 보았을 것입니다.
Lindeman이 수행했을 조립 작업은 144개 부품의 팔레트로 시작하는 8단계 프로세스입니다. Lindeman 씨는 부품을 집어 들고 게이지에서 중요한 길이 측정값을 확인하고 부품 끝에 작은 O-링을 조립하고 ID를 불어내고 나사산 세트 위로 스페이서를 밀어서 육각형에 안착하는지 확인합니다. 조립하고 배송을 위해 패키지에 넣습니다.

Vanamatic의 공장 관리자인 Mr. Wiltsie에 따르면, “Rich는 이 일을 하는 데 아무런 문제가 없으며 얼마 동안 이 일을 성공적으로 해왔습니다. 작업을 한 번 수행하는 문제가 아닙니다. 이번 조립의 주문량인 500,000번을 수행하는 문제입니다.”라고 그는 말합니다. “연료 분사 시스템을 위한 라인 준비 부품이며 정확해야 합니다. 저는 40살이고 조립을 직접 했습니다. 나는 몇 천 년 후에 아팠고 완벽하지 않은 품질로 아팠습니다. 린데만 씨를 폄하하는 것이 아니라, 이 특정한 교단을 위한 집회는 인간을 위한 것이 아니었고, 내가 알다시피 그 역시 인도적이지 않았습니다.”

Ethel은 Universal Robots에서 제작한 UR3 모델입니다. UR이 만드는 가장 작은 협동로봇이며 인간과 거의 동등한 가동 범위를 가지고 있습니다. 탑재량은 6.6파운드, 반경 범위는 19.7인치, 장치의 설치 공간은 5.9제곱인치입니다. 그러나 Vanamatic의 연료 분사기 어셈블리 애플리케이션의 경우 로봇은 시작에 불과했습니다.

인체 공학은 작업자를 위한 작업 공간을 배치할 때 중요한 고려 사항입니다. 작업이 활동 영역에 들어가는 위치, 이 조립 작업을 위한 측정 게이지와 같은 보조 장비의 배치, 조립 활동과 관련하여 O-링 및 스페이서가 배치되는 위치, 가공된 부품의 방향 및 위치가 고려됩니다. 아웃바운드 포장.

인체 공학은 Lindeman에게 중요하지만 Ethel에게는 매우 중요합니다. 그녀는 똑똑하지만 O-링이나 스페이서 누락을 처리하기 위한 서브루틴이 포함되어 있음에도 불구하고 미묘한 동작 변경 결정을 내리는 능력과 프로그래밍 이상으로 적응하는 지능이 부족합니다. 그것은 미래에 비전 시스템으로 해결될 것입니다. 한편, 들어오는 트레이에 "포카요케"를 사용하는 것은 Ethel의 프로그램이 매번 올바른 위치에서 좋은 시작을 할 수 있도록 하는 간단하고 안정적인 수단입니다.

Vanamatic 엔지니어는 CAD 모델링을 사용하여 공장 바닥 레이아웃, 기계 시뮬레이션 및 회사 내 영역의 기타 그래픽 및 가상 표현과 같은 제조 프로세스의 다양한 측면을 설명합니다. 이러한 기술은 Lindeman과 Ethel의 작업 영역을 준비하는 데 적용되었습니다. 엔지니어는 제품을 구축하거나 구매하기 전에 이를 보고 실행하고 "가상" 테스트를 수행할 수 있습니다.

Wiltsie 씨는 “협동 로봇을 위한 프로그래밍 도구는 광범위하고 사용하기 쉽도록 잘 설계되었습니다. “우리는 세포를 위한 작업 환경을 설계하고 구축하는 우리의 잘 연마된 사내 능력을 파티에 가져왔습니다. 연료 분사기 부품을 조립하는 데 필요한 8가지 작업이 포함된 시스템에 협동로봇을 통합할 수 있는 능력 덕분에 회사는 상당한 투자를 절약할 수 있었습니다. 또 다른 장점은 자체 설계 및 구축 기능을 통해 시간이 지남에 따라 쉽게 변경 및 개선할 수 있다는 것입니다."

오늘날 Lindeman 씨의 조립 작업은 Lindeman 씨가 팔레트를 싣고 완성된 부품을 포장하는 두 단계로 구성됩니다. Ethel은 그 사이에 6가지 작업을 수행합니다. 그들은 좋은 관계를 가지고 있습니다.

앵콜
Vanamatic에 Ethel을 성공적으로 설치했습니다. 불만없이 조립 작업을 수행하고 있으며 가장 중요한 불량 부품이 배송되지 않습니다.

UR3이기도 한 두 번째 협동로봇은 Ethel 이후 1년도 채 되지 않아 Vanamatic에 도착했습니다. 그녀의 처리자인 Gene Dickman이 Roxy라고 명명한 그녀의 임무는 Ethel보다 더 간단했습니다. 기본적으로 그녀는 Omni-Turn 선반의 요구 사항에 따라 블랭크를 로드하고 완성된 회전 부품을 제거합니다.

이 작전에서 록시의 강점은 유연성이다. Omni는 낮은 볼륨과 높은 믹스의 부품을 실행합니다. 프로그램과 엔드 이펙터(그리퍼)를 빠르게 변경할 수 있는 능력이 그녀의 성공 비결입니다.

이 애플리케이션을 통해 Vanamatic은 이중 그리퍼를 설계하고 통합하기 위해 자체 엔지니어링을 요청했습니다. 따라서 Roxy는 부품을 로드 및 언로드하기 위해 기계에 한 번만 들어가면 됩니다. 로봇의 작은 설치 공간과 상대적으로 가벼운 무게(24.3파운드)로 인해 Omni-turn 전면에 쉽게 장착할 수 있습니다. Vanamatic의 엔지니어들은 기계와 Roxy를 통합하는 맞춤형 장착 브래킷을 작성하고 제작했습니다. 그들은 또한 로봇과 기계가 통신할 수 있도록 하는 인터페이스 소프트웨어를 작성했습니다.

행동으로 배우기
교육은 누적됩니다. 일반적으로 사람들은 이전에 배운 교훈을 바탕으로 새로운 것을 배웁니다.

Vanamatic의 세 번째 협동로봇 설치인 Rocky의 경우가 그렇습니다. Rocky는 회사가 Roxy를 통합한 지 약 196일 만에 작업 현장에 도착했으며 이러한 기계와 필요한 보조 장비를 통합하는 학습 곡선이 빨라지면서 프로젝트 사이의 시간이 단축되었습니다.

그의 핸들러인 Paul Meiring이 명명한 Rocky는 Universal Robots의 또 다른 UR3 모델입니다. "우리는 Rocky를 시작하고 실행할 때 처음 두 개의 협동로봇 응용 프로그램에서 배운 것을 적용했습니다."라고 Wiltsie는 말합니다.

Rocky에게 선택된 작업은 Roxy보다 더 복잡한 또 다른 머신 텐딩 작업(이번에는 VMC에서)이었습니다. 다른 두 응용 프로그램과 마찬가지로 Vanamatic 엔지니어는 들어오고 나가는 부품 컨베이어의 방향을 포함하여 작업의 가상 모델을 만들었습니다.
이 적재 작업의 경우, 도어를 열고 닫을 필요가 없도록 코봇을 기계의 작업 영역 내부에 배치해야 했습니다. 기계 내부가 빡빡하기 때문에 Rocky는 거꾸로 장착되고 자체 설계 및 제작된 브래킷으로 기계 기둥에 부착됩니다. 부품 블랭크는 보호 장치 외부에 있는 컨베이어에 로드되고 부품 블랭크를 Rocky로 전달합니다.

Rocky는 컨베이어의 고정된 위치에서 부품 블랭크를 선택하지만 공작물을 워크 홀더의 두 번째 클램핑 스테이션으로 이동시키는 추가 임무가 있습니다. 협동로봇과 기계 사이의 타이밍 CNC는 로봇과 기계 간의 통신을 사용하여 Vanamatic에 의해 프로그래밍되었습니다.

부품이 가공된 후 Rocky는 공정 내 Cognex 게이지를 사용하여 각 부품을 검증한 후 출고 컨베이어로 출고합니다. 협동로봇은 거부된 부품을 별도의 빈으로 옮기도록 프로그래밍되어 있으며, 3회 연속 실패하면 알람이 울립니다.

"이 설치는 VMC 로딩보다 한 단계 발전된 것입니다."라고 Wiltsie는 말합니다. "이전에 VMC에 통합한 셔틀 로더와 비교할 때 지금 우리가 누리고 있는 협동로봇 시스템의 유연성은 미래 비즈니스 성장에 대한 약속을 나타냅니다."

도움을 위한 놀라운 출처
Vanamatic 경영진이 작업 현장에 대한 통합 계획을 추진하면서 많은 사람들이 고려하지 않을 수 있는 동맹국을 만났습니다. 대부분의 회사와 마찬가지로 이 회사는 BWC(Bureau of Workman's Compensation)와 거래하고 있습니다. 때때로 이러한 거래는 BWC 규제 집행 역할 때문에 친절하지 않을 수 있습니다.

그러나 Vanamatic의 협동로봇 설치 프로젝트의 경우 BWC에서 동지 정신을 발견했습니다. 오하이오 주에서 BWC는 간단하고 복잡한 수단을 통해 잠재적 근로자 보상 청구를 줄이는 데 도움이 되도록 기업이 사용할 수 있는 자금을 제공합니다.

Vanamatic은 협동로봇 구매 및 설치 비용에 크게 기여한 자동화 노력에 대한 보조금을 신청하고 수상했습니다. 이러한 교부금 제공은 모든 주에서 제공되지 않을 수 있지만 요청하는 것이 나쁠 수는 없습니다.

작업장이 자동화나 커뮤니케이션 또는 더 나은 워크플로 기술을 사용하는 시스템 통합을 바라보고 있든 작업 현장의 정당성은 작업자 교체에 관한 것이 아닙니다. 오히려 근로자의 직업 향상을 포함합니다. Mr. Wiltsie와 Ohio BWC는 때때로 업계 전체의 채용 문제가 사람에 관한 문제가 아니라 우리에게 요구되는 직무에 관한 문제일 수 있다는 점에 동의하는 것 같습니다.

*Vanamatic은 1957년부터 PMPA 회원이었습니다.