Miniaturansicht der Fallstudie zur AIM-Verarbeitung

Von: Flexxbotics September 2021

Bewegen Sie Ihren Cobot in 2 Minuten
Fallstudie zur AIM-Verarbeitung

AIM Processing, ein kundenspezifisches Kunststoffspritzgussunternehmen mit Sitz in Longmont, Colorado, ist auf kleine Kunststoffteile spezialisiert. In den letzten 25 Jahren haben sie sich zum Marktführer und führenden Anbieter von kundenspezifisch geformten Kunststoffteilen entwickelt.

Mit 37 Druckmaschinen, die rund um die Uhr laufen, erledigen sie Arbeiten für mehr als 100 Unternehmen in einer Vielzahl
Branchen in den USA und auf der ganzen Welt. Die meisten ihrer Kunden sind kleine bis mittelgroße Hersteller, die jemanden suchen, der ihre Ingenieure bei der Entwicklung eines neuen Programms unterstützt. AIM hat eine hohe Kundenbindung mit einer typischen Kundenpartnerschaft seit 10 Jahren
oder länger.

In ihrer Geschichte haben sie mehreren hundert Kunden geholfen, fast 2000 kleine Kunststoffteile auf den Markt zu bringen. Aufgrund dieser Erfahrung mussten sich ihre Konstruktion und Fertigung bei der Entwicklung innovativer Lösungen mit hoher Anpassungsfähigkeit in der Fertigung auszeichnen. Im Jahr 2018 hat das Unternehmen einen großen Schritt in die Automatisierung unternommen und versucht, die Technologie großer Unternehmen in seinen wachsenden Betrieb zu integrieren. Jon Gelston, Präsident von AIM, erläutert, wie sie dieses Problem mit ihrer Automatisierungsimplementierung angegangen sind.

AIM-Automatisierungsdilemma

Bei kleinen Auflagen kann der quantitative Business Case für einen Roboter für einen einzelnen Auftrag ein schwieriges Verkaufsargument sein.  In unserer automatisierten Anlage ist eine häufige Besucherfrage: „Wie lange müssen Sie warten, bis Sie Ihr Geld für eine davon zurückbekommen?“. Die Antwort lautet: „Für immer … wenn es ungenutzt sitzt!  Wenn Sie es verwenden und weiterhin in die Anwendungen investieren, wären Sie überrascht, wie schnell sich die Amortisation einstellt.“ Für uns war das Verständnis der Hindernisse für die Einführung der Automatisierung der Schlüssel.

Das erste Hindernis waren die inkrementellen Kosten jeder Anwendung. Die Automatisierungsinvestitionen fließen teilweise in den Roboter und den Rest in die Integrationskosten für einzelne Anwendungen. Wir mussten die inkrementellen Kosten für die Anwendungsentwicklung senken, um mehr Kandidaten für die Automatisierung zu finden und die Nutzung zu steigern. Dies führte uns zu modularen Komponenten und rekonfigurierbaren Geräten, insbesondere Cobots, um unsere aktuelle Automatisierung auf neue Bereiche auszudehnen.  Wir starteten unsere erste Anwendung mit einem Universal Robot, die eine Woche dauerte. Es war ein enormer Erfolg bei der Arbeitseinsparung und der Erhöhung des Durchsatzes. Aber während es lief, dachten wir über all die Anpassungen nach, die wir an den Positionen im freien Raum vorgenommen haben. An einigen Stellen war eine Genauigkeit von 0,5 mm erforderlich. Es ist eine Sache, einmal etwas zum Laufen zu bringen, aber wie würden wir das ohne eine dedizierte Produktionslinie und die UR5e in einer exakten Position wieder einrichten? Der zweite Lauf kam etwa 6 Wochen später. Wir waren besser darin, Positionen neu zu unterrichten, aber es gab mehrere Positionen und es dauerte ungefähr 2 Stunden, um es richtig zu machen. So lange schien es jedes Mal zu dauern. Das Risiko einer falschen Position könnte einen Roboter in einen anderen stürzen.  Niemand möchte für eine Automatisierungskatastrophe verantwortlich sein. Wenn die Leute kein Vertrauen haben, werden sie es nicht einrichten. Dann verwenden sie es nicht – das Gegenteil des von uns gewünschten Adoptionszyklus. Das führte uns zur zweiten Herausforderung.

Fallstudie zur AIM-Verarbeitung 1
Fallstudie zur AIM-Verarbeitung 2

Die zweite Barriere war der Zeit- und Kenntnisstand, der für die Umschichtung erforderlich ist. Die Umstellung auf Modularität erhöhte die Komplexität der Einrichtung in vielen Anwendungen. Wenn die Setups kompliziert waren, konnte sich nur der Fertigungsingenieur bei der Einrichtung sicher fühlen. Aber jedes Mal Positionen und Wegpunkte neu einzulernen war zeitaufwändig und ein Aufwand, der uns von der Neuentwicklung ablenkte. Je mehr Anwendungen wir entwickelten, desto mehr wurde unser Fertigungsingenieur zum „Einrichter“ und weniger zum Entwickler. Wenn wir irgendeine Hoffnung hatten, unser Geld für unsere Investition zurückzubekommen, mussten wir den Komplexitätszyklus umkehren, damit unser UR5e von jedem in jeder Schicht neu eingesetzt werden konnte.

Flexx Referenzlösung

Wir kontaktierten unseren UR5e-Integrator In-Position Technologies, um Rat zur Umverteilung einzuholen, und Seth Leinbach beschrieb die Flexx-Referenz. Wir vertrauen ihnen und ihrer Erfahrung, also haben wir es innerhalb einer Woche angeschlossen. Wir hatten die Vorab-Zeitinvestition, um unsere Positionen und Wegpunkte relativ zum Flexx-Feature festzulegen – nicht anders als ohne Flexx-Referenz. Sobald es so aussah, als ob es funktionierte, war es Zeit zum Testen. Zerlegen Sie eine laufende Konfiguration, verschieben Sie sie, richten Sie sie erneut ein und hoffen Sie, dass sie sofort startet. Wir haben den Cobot nur einen Zentimeter verschoben, gesperrt und die Flexx-Funktion aktualisiert. Es funktionierte – auf 0,5 mm genau und es dauerte nur 2 Minuten! Also haben wir es mit dem anderen Ärgernis im wirklichen Leben versucht … jemand stößt den Cobot an und schubst ihn aus der Position. Es kann so schwierig sein, es im freien Raum wieder in seine genaue Position und Ausrichtung zu bringen.  Lösung: Aktualisieren Sie die Flexx-Funktion. Zwei Minuten später sind wir wieder in Betrieb.

Mit diesem Erfolg haben wir ihn auf die nächste Stufe gehoben, indem wir ein zweites Flexx-Feature hinzugefügt haben. Einer ist von unserem Abholort abgetastet. Der zweite ist von unserem Abgabeort abgetastet. Die Gesamtzeit für die Aktualisierung von 2 Flexx-Funktionen betrug nur 4 Minuten!

Fallstudie zur AIM-Verarbeitung 3
Fallstudie zur AIM-Verarbeitung 4
Fallstudie zur AIM-Verarbeitung 5

Vorteile der Flexx-Referenz

Das Erstellen des ursprünglichen Programms dauerte genauso lange wie ohne Flexx Reference, nur dass wir diesen Prozess jetzt nur einmal durchlaufen müssen. Wir haben ein dreifaches Spiel von Vorteilen erlebt:

1. Wir müssen den zeitaufwändigen Aspekt des Nachteachens von Positionen nicht mehr wiederholen
bei jeder Umschichtung. Wir müssen nur die Flexx-Funktion aktualisieren. In unserem Fall,
2 Stunden Programmierung wurden auf 2 Minuten reduziert.

2. Die Automatisierung kann jetzt jederzeit während der Woche vom Personal eingerichtet und gestartet werden
die mit der Programmierung der Funktionen des UR5e nicht vertraut sind. Maschinen
Sitzen Sie nicht untätig und warten Sie darauf, dass die Tagschicht beginnt.

3. Mit einer breiteren Basis von Mitarbeitern, die in der Lage sind, die Umschichtungen durchzuführen, ist unsere Fertigung
Ingenieure können sich auf neue Anwendungen und Probleme statt auf Routine-Setups konzentrieren.

Die Flexx-Referenz verbessert die Investition in unseren UR5e erheblich, indem sie den Aufwand für die Inbetriebnahme erheblich verringert. Unser Komplexitätszyklus hat sich umgekehrt. Dies erhöht das Vertrauen, was die Akzeptanz der Automatisierung erhöht und diese Amortisation direkt einbringt.

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