기계 관리 협동로봇으로 야간 근무를 채우십시오

Rapid Design Solutions의 Troy Ojalehto(왼쪽)가 초기 응용 프로그램을 개발한 후 Toolcraft의 자동화 엔지니어 Brian Laulainen은 UR5e의 응용 프로그램 애드온으로 부품 헹굼 및 건조 스테이션을 개발하는 것 외에도 일상적인 작업을 처리할 수 있었습니다. 유니버설 로봇. Laulainen 씨는 UR Academy를 ​​통해 교육을 받은 다음 Ojalehto 씨와 함께 몇 시간의 실습 교육을 추가했습니다.

시애틀의 작은 기계 공장인 Toolcraft는 CNC 기계 내에서 어려운 3가지 작업의 기계 관리 작업을 자동화해야 했습니다. Universal Robots(UR)의 새로운 주력 협동로봇인 UR5e와 30미크론의 반복성 및 힘/토크 감지 기능에 깊은 인상을 받은 이 공장은 작업을 수행하여 생산 비용을 23% 절감하고 처리량을 43% 증가시켰습니다.

이 이동을 촉발한 결정적인 순간은 대량 주문으로 인해 Toolcraft가 24/7 생산을 위해 3교대를 추가하게 되었을 때였습니다. 스티브 위텐버그(Steve Wittenberg) 운영 이사는 “아무도 이곳 주변에서 3교대 근무를 하고 싶어하지 않습니다. 실업률이 3%인 지역에서는 구인 광고에 대한 상점의 반응이 좋지 않았습니다. 그는 처음에는 전통적인 산업용 로봇을 고려하면서 다양한 자동화 옵션을 살펴보기 시작했습니다.

하드웨어만 놓고 보면 전통적인 로봇처럼 보였습니다. Wittenberg는 말합니다. "하지만 우리가 안전 케이지를 세울 필요가 없어 절약되는 비용과 복잡한 프로그래밍을 많이 하지 않아도 되는 사용 편의성에 대한 시간 절약을 고려하기 시작하자 Universal Robots가 올바른 솔루션이 되었습니다."

이 다중 스레드 의료 기기 구성 요소는 공작 기계 내부에서 고정밀 및 3단계 처리가 필요하여 3교대를 추가해야 했습니다. Toolcraft의 솔루션은 기계 관리를 협동 로봇인 UR5e에 넘기는 것이었습니다.

야간 근무를 하는 협동로봇

이 투자에 박차를 가한 주문은 의료 기기의 멀티 스레드 부품이었습니다. 이 부품은 세 번째 교대조 동안 실행될 3단계 CNC 가공 작업에 로드해야 했습니다. Toolcraft는 Universal Robots의 인증된 시스템 통합업체인 Rapid Design Solutions와 함께 과제에 대해 논의했습니다.

Rapid Designs Solutions의 소유주인 Troy Ojalehto는 "다중 작업 정밀 가공을 수행할 때 정확도 요구 사항이 훨씬 높아집니다. “UR5e의 반복성이 30미크론까지 떨어졌다는 소식을 들었을 때 우리는 매우 기뻤습니다. 그것은 전통적인 산업용 로봇과 같은 공간에서 경쟁하기 때문에 우리에게 큰 힘이 되었습니다. 저는 다른 협동로봇이 이와 같은 다중 작업 부품으로 이 수준의 정밀도를 처리하는 것을 본 적이 없습니다. 원재료가 들어가고 완성된 정밀 부품이 나옵니다."

구현 6개월 후 Mr. Wittenberg는 공장에서 즉시 생산량이 증가했다고 말합니다. “우리는 3교대 근무를 할 수 있었고 주당 255개의 부품을 생산하던 것에서 주당 370개의 부품을 생산하게 되었습니다. 그와 함께 우리는 올해의 생산을 7주 일찍 끝낼 수 있었고, 따라서 다른 작업을 위한 부품을 생산하기 위해 그 기계를 확보할 수 있었습니다."

그는 Toolcraft가 약 12개월의 ROI를 기대하고 있다고 덧붙였습니다.

인간의 손길이 닿는 로봇

Universal Robots 플래그십 라인의 새로운 기능 중 하나는 모든 조인트의 포스 피드백으로, 이는 부품이 공작 기계의 고정 장치에 단단히 고정되도록 하는 핵심입니다. Ojalehto는 "X, Y 및 회전 Z축에서 자유로이 움직이는 힘을 사용하여 부품에 힘을 가하고 흔들며 기본적으로 로봇과 인간의 접촉을 가능하게 하도록 규정 준수를 매우 쉽게 프로그래밍할 수 있습니다."라고 말합니다. 그가 말하면서 Toolcraft 소유자인 Karl Niemela가 들러서 그의 회사에서 로봇의 이름을 Clarence로 지정하기로 결정했다고 보고합니다. "정교한 로봇의 정교한 이름입니다."라고 그는 미소를 지으며 말합니다.

Ojalehto 씨는 “UR의 자유 구동 기능은 로봇 포인트를 가르치는 시간을 크게 줄여줍니다. UR 코봇은 티치 펜던트의 프로그램에 추가된 원하는 웨이포인트를 통해 팔을 간단히 이동하여 티치 방법을 통해 쉽게 프로그래밍할 수 있습니다. 협동로봇이 사용 중일 때 Toolcraft는 UR 시뮬레이터를 사용하여 부품 헹굼 및 건조 스테이션을 위한 전체 프로그램을 오프라인으로 생성하고 프로그램을 티치 펜던트로 전송할 때 웨이포인트를 삽입했습니다.

코봇 청소

협동로봇이 24/7 생산을 구현하는 데 성공했지만 협동로봇은 여전히 ​​잠재력을 최대한 발휘하지 못했습니다. 가공 사이클은 총 56분 동안 지속되지만 UR5e는 6분 동안만 부품을 돌보는 데 바쁩니다. “나머지 시간에는 협동로봇이 다음 주기를 기다리며 놀고 있었습니다. 계속 바쁘게 하고 싶었습니다.”라고 Wittenberg는 말합니다. 협동로봇의 시간을 더 많이 차지하기 위해 가게는 부품 헹굼 및 청소 스테이션을 추가했습니다.

30미크론의 반복성을 특징으로 하는 UR5e는 고정 장치에 다중 나사 부품을 정확하게 삽입할 수 있었습니다. CNC 사이클에는 수직 머시닝 센터에서 3가지 작업이 포함됩니다. 2개는 바이스 고정 장치이고 1개는 4축 회전 장치입니다.

UR5e가 CNC에서 가공된 부품을 꺼내면 부품을 헹굼 용액에 담그고 에어 제트를 통과한 다음 세척 및 건조된 부품을 랙에 올려놓습니다. 기계 공장은 또한 UR5e I/O 인터페이스를 통해 공압 고정 장치와 도어 액추에이터를 제어할 수 있었습니다. "이는 CNC 배선의 필요성을 크게 줄이고 CNC의 모든 표준 안전 기능을 보존합니다."라고 Mr. Ojalehto가 설명합니다.

프로그래밍 배우기

Toolcraft가 초기 응용 프로그램을 시작하고 실행하기 위해 시스템 통합자의 도움을 요청하는 동안 기계 공장은 자체적으로 헹굼 및 건조 스테이션을 프로그래밍하고 설치할 수 있었습니다. Wittenberg는 "이 작업을 실제로 수행할 수 있었던 것은 Universal Robots가 제공하는 모든 무료 온라인 지원이었습니다."라고 말합니다. "저희 자동화 엔지니어는 온라인 UR Academy 과정을 수강한 후 통합자와 몇 시간을 보냈고 그 스테이션을 협동로봇 주기에 추가할 수 있었습니다."

Toolcraft는 PHD의 PneuConnect 그리퍼를 UR5e용 end-of-arm-tooling으로 선택했습니다. UR+ 인증은 그리퍼가 UR 협동로봇의 티치 펜던트에 직접 통합된 모든 프로그래밍 소프트웨어와 함께 UR 협동로봇과 원활하게 작동하도록 인증되었음을 의미합니다.

Toolcraft의 자동화 엔지니어인 Brian Laulainen은 "우리는 Toolcraft에서 로봇에 대한 경험이 전혀 없었습니다. “UR Academy는 매우 직관적이고 상호작용적이며 재미있는 과정이었습니다. 책을 읽는 것보다 훨씬 더 재미있게 배울 수 있었습니다.”

처음에 Wittenberg 씨는 헹굼 스테이션의 프로그래밍 단계에서 협동로봇이 정규 머신 텐딩 업무에서 제외될 것이기 때문에 생산량이 줄어들지 않을까 걱정했습니다. 그러나 팀은 Universal Robots의 시뮬레이터를 사용하고 협동로봇이 계속 작동하는 동안 주기에 거의 전체 추가를 오프라인으로 프로그래밍할 수 있다는 것을 발견했습니다. 오프라인 프로그램은 USB를 통해 UR5e의 티치 펜던트에 직접 로드됩니다. “사무실에서 했던 프로그램에서는 그냥 빈 웨이포인트를 설정했습니다. 협동로봇 옆에 섰을 때 자유 주행 동작을 빠르게 사용하여 로봇을 올바른 위치로 이동하고 새로운 웨이포인트를 가르칠 수 있었습니다.”라고 Laulainen은 말합니다.

Toolcraft는 UR5e를 사용하여 수동 작업보다 7주 빨리 연간 생산을 완료할 수 있었습니다.

또 다른 해, 또 다른 협동로봇

최초의 성공적인 협동로봇 설치로 Toolcraft는 이제 앞으로 매년 추가 협동로봇을 설치할 계획입니다. Wittenberg씨는 "이제 우리의 자동화 엔지니어가 들어가서 문제가 발생하는 모든 문제를 해결할 수 있다는 사실이 이 목표를 달성하는 열쇠가 될 것입니다."라고 말합니다. 그가 작업 현장에서 자동화할 것으로 기대하는 다음 작업은 수평 머시닝 센터를 관리하는 것입니다. “밀링은 밀링 머신 안팎으로 교체되는 회전식 삭제 표시를 사용하기 때문에 고정에 약간의 어려움이 있기 때문에 이는 잠재적인 문제입니다. 하지만 유니버설 로봇과 고정 장치의 혁신을 사용하여 이러한 문제를 해결할 수 있다고 확신합니다.”