UR ayuda a Tool Gauge a duplicar la producción de componentes

Elegir agregar más tecnologías en lugar de más cuerpos

Tool Gauge, con sede en Tacoma, Washington, fabrica componentes y ensamblajes de metal y plástico de precisión para la industria aeroespacial. Producir estos productos intensivos en mano de obra en un mercado de contratación ajustado presenta desafíos importantes. Con contratos de clientes a largo plazo que no se pueden renegociar, Tool Gauge recurrió a la automatización para ayudar a mitigar y contener los costos de mano de obra. Dos robots colaborativos de Universal Robots lograron ese objetivo, al mismo tiempo que redujeron los desechos y mejoraron la calidad del producto.

Y mientras reduce la necesidad de trabajadores adicionales para trabajos repetitivos e indeseables, Tool Gauge también encontró nuevas oportunidades para que los empleados agreguen valor, mejoren la seguridad y obtengan satisfacción laboral.

Jim Lee, gerente general de Tool Gauge, enfrenta las crudas realidades de hacer negocios en un mercado global.

Aunque la empresa está cerca de muchos de sus clientes en el noroeste del Pacífico, esos clientes pueden hacer negocios en cualquier parte del mundo, incluso en mercados laborales de costos mucho más bajos.

“Nos quedó claro que la forma en que podemos competir no es agregando más cuerpos sino agregando más tecnología y luego agregando más valor usando esa tecnología”, dijo.

Los contratos de precio fijo de la empresa pueden extenderse de cinco a siete años, sin posibilidad de renegociación incluso si aumentan los costos laborales. Tool Gauge necesitaba aumentar la eficiencia y descubrió que los cobots de Universal Robots (UR) eran la solución perfecta.

Lee describió las tres ventajas clave de los robots colaborativos de UR. “Elegimos Universal Robots porque uno, son cobots:siempre tuvimos miedo de usar la automatización porque hay una gran inversión de capital, pero ese no es el caso con Universal Robots. En segundo lugar, nos preocupaba tapiar partes de nuestra fabricación para colocar celdas de automatización, que no tenemos que ver con UR. Y tres, podemos configurar los cobots UR para hacer cientos de cosas diferentes; son altamente configurables y son fáciles de mover. Entonces, para nosotros, era realmente la única solución”.

Cobot implementado impulsa el retorno inmediato

Tool Gauge instaló dos cobots UR para hacer frente a aplicaciones repetitivas que requieren mucha mano de obra en sus departamentos de piezas de metal y plástico.

En el lado del metal, un maquinista CNC oficial totalmente atendido estaba produciendo una pieza mecanizada de cobre que se dañaba fácilmente simplemente para sacar las piezas de la tolva CNC, limpiarlas, enjuagarlas, secarlas y colocarlas en cajas. Ahora, las piezas pasan por un sensor de proximidad que envía una señal a un cobot UR3 para que las recoja. El cobot coloca las piezas en un baño de enjuague, luego las sostiene frente a una secadora donde luego se dejan caer en celdas de cartón individuales.

Tool Gauge pudo usar el asistente de paletización que está integrado en el cobot UR para programar fácilmente el robot para colocar cada parte en una celda abierta en la caja en un patrón de cuadrícula.

“Cuando pusimos el Universal Robot en su lugar, eso significó un ahorro de $9,000 por la reducción de la participación laboral en el primer pedido, y esperamos ejecutarlo varias veces en el futuro”, dijo Lee, quien ya no está desperdiciando su talento como maquinista. pero puede hacer que se concentre en proyectos de mayor valor, como configurar y programar las máquinas CNC.

Cobot duplica la producción

En el departamento de moldeo por inyección, se usa un robot UR5 para un complejo ensamblaje de extrusión de plástico, recogiendo las tapas de los extremos de un panel de plástico y moviéndolas a través de un dispensador de pegamento.

Después de la correcta dosificación del pegamento en la tapa del extremo, el UR5 coloca la pieza en un actuador sobre una mesa donde se sujeta la pieza. Luego, un operador se hace cargo, inspecciona el encolado y retira la pieza. Esta tarea requería de cuatro operarios para producir unas doscientas unidades por día. Ahora, la aplicación automatizada requiere que un operador trabaje con el cobot UR5 para producir cuatrocientas unidades por día.

La operación de vinculación también tuvo una tasa de rechazo bastante alta. El ingeniero de fabricación de Tool Gauge, Steven Ouzts, explicó:"Cada vez que trabaja con pegamento, hay tantas variables que pueden afectar negativamente los resultados de su producto, por lo que queríamos cambiar el pegado aplicado por humanos por el pegado aplicado por robots para aprovechar de la repetibilidad que da un robot. Nuestras tasas de desecho se reducen del 15 por ciento a solo el tres por ciento”.

Lee agregó:"Lo que pensé que sería una de las operaciones de ensamblaje más difíciles, usar un robot para aplicar pegamento en una superficie muy compleja, funciona muy, muy bien".

Más allá de los ahorros en mano de obra, Lee también enfatiza la calidad y consistencia de la unión robótica, y el hecho de que les da a los operadores tiempo para inspeccionar la unión en lugar de solo producir la pieza lo más rápido posible.

No solo era difícil para un operador humano dispensar pegamento exactamente de la misma manera cada vez, sino que también era una preocupación la posibilidad de lesiones.

Dijo Ouzts:"El área que se debe aplicar el pegamento es increíblemente estrecha, por lo que con el tiempo, los operadores notaron fatiga en sus manos".

Esta fatiga ahora es cosa del pasado.

“Es muy agradable tener el Universal Robot en esa celda por lo seguro que es. No tiene que preocuparse por las lesiones que resulten de este cobot”, dijo.

Lesiones por movimientos repetitivos hacia abajo

La directora ejecutiva de Tool Gauge, Debbie Lee, dijo que la compañía ha experimentado ahorros adicionales a través de una disminución en las lesiones por movimientos repetitivos.

“Hemos visto una reducción en los reclamos laborales e industriales en nuestra planta de producción, ya que la robótica se hace cargo de estas tareas monótonas”, dijo, y agregó que los robots han permitido que Tool Gauge atraiga a los trabajadores más jóvenes, proporcionando una ventaja de contratación para los recién graduados. que quieren trabajar con tecnologías emocionantes e interesantes. "Trabajar con los cobots es algo que disfrutan, es más un pasatiempo especializado, en lugar de simplemente entrar y operar una máquina".

Clave de programación fácil para algunos trabajadores

Antes de Universal Robots, el ingeniero de fabricación Ouzts tenía una experiencia mínima en robótica:solo un tiempo en la universidad usando un robot SCARA tradicional y no intuitivo.

Así que la sencilla experiencia de programación UR fue un gran beneficio, dijo. “Al cambiar a Universal Robots, la naturaleza intuitiva de la interfaz gráfica de usuario es lo que realmente me atrajo. Realmente aprecio cómo todos los términos del software están en términos sencillos. Puedo entenderlos mucho más fácilmente y saber exactamente cómo se ejecuta el código de principio a fin, y recibo muy buenos comentarios positivos gráficamente de lo que mis acciones harán que haga el robot”.

Otro beneficio de Universal Robots es lo fácil que es conectar señales de entrada analógicas y digitales a una caja de control.

Ouzts descubrió que usar el sensor de proximidad era tan fácil como conectar los cables a una de las entradas digitales de 12 voltios, seleccionarlo de la pantalla de E/S en el colgante de enseñanza del UR3 y esperar una señal del sensor para decirle al cobot cuando es el momento de recoger una pieza.

Los empleados dan la bienvenida a los colegas de Cobot

Una de las primeras razones por las que Tool Gauge consideró la automatización fue para abordar la grave escasez de mano de obra. La empresa estaba considerando la necesidad de contratar hasta cien nuevos empleados que simplemente no estaban disponibles en el ajustado mercado laboral del noroeste del Pacífico.

Con los cobots de UR, la empresa puede reducir ese número a la mitad, al tiempo que puede contratar trabajadores para los trabajos que desean.

“Descubrimos que las personas que estaban haciendo los trabajos que haría el robot estaban realmente felices de no tener que hacer esos trabajos”, dijo Lee. “Creo que pediremos mucho más porque a la gente le gusta trabajar junto a los robots. Son silenciosos y muy predecibles en términos de lo que producen y la cantidad de cosas que pueden hacer. Si le preguntas a todos nuestros empleados si les preocuparía trabajar junto a un Universal Robot, sería enfático, 'Absolutamente ninguno'".

ROI más rápido de lo previsto

En la industria aeroespacial, donde los diseños de productos pueden permanecer sin cambios durante 20 o 30 años, las expectativas de retorno de la inversión de capital son mayores que en muchas otras industrias. Lee inicialmente pensó que un retorno de tres o cuatro años de la inversión en robots sería bueno. Quedó gratamente sorprendido por Universal Robots, ya que obtuvo un ROI del 50 por ciento en el UR5 en el primer trimestre de producción, y similar para el UR3, y con una recuperación esperada para ambos robots en menos de un año. "Estamos muy emocionados con eso", dijo.

La capacidad de los cobots de moverse y reprogramarse fácilmente para procesos adicionales, con cambios sencillos de herramientas al final del brazo, permite que Tool Gauge analice una amplia gama de tareas en las que las ventajas de los cobots pueden mejorar los procesos y la producción.

Por ejemplo, los robots tradicionales en las máquinas de moldeo por inyección podrían reemplazarse con robots colaborativos, y los cobots podrían encargarse de las prensas y otras tareas de mecanizado, así como del ensamblaje final.

Tan fácil como mover los cobots a nuevas aplicaciones, el ingeniero Ouzts espera traer más Universal Robots para realizar trabajos adicionales de gran volumen, incluido uno para remachado y ensamblaje.

“Una parte en particular requiere la instalación de 20 remaches, y dado que es un volumen tan alto, inmediatamente vimos una aplicación para un robot allí mismo”, dijo. “Podemos tener una pistola remachadora semiautomática adjunta al extremo del brazo que puede hacer todo el remachado por nosotros. Planeamos hacer esto en la prensa de moldeo por inyección, de modo que esta pieza nunca tenga que salir de esa área para operaciones secundarias”.