Allied Mouldedには従来の自動化の経験がありましたが、cobotを展開することは「まったく新しい経験でした」とメンテナンスグループのリーダーであるNathan Wellsは言います。「ケージに入れる必要がなく、仕事をしている間に歩き回ることができるものを見るのは本当にエキサイティングでした。プログラミングに関して言えば、これはおそらく私がこれまでにプログラミングしなければならなかった最も簡単なロボットの1つでした。具体的な数字を入力する必要はありません。いくつかのボタンを押すだけで、プログラムが表示されます。」
自律的なビンピッキングを処理するCobots
Allied Moulded Products Inc.
要するに
Allied Mouldedは、非金属電気ボックスとエンクロージャを製造するフルサービスの成形作業です。オハイオ州に拠点を置く同社は、労働力不足による重大な課題に直面し、重要なビンピッキングアプリケーションを自動化するためにUniversal Robotsの新しいActiNavシステムを選択しました。この展開により、Allied Mouldedは残業費用を削減し、既存の労働者をより人間工学に基づいた作業に移行し、生産プロセスの一貫性を向上させることができました。
オハイオ州の製造部門で事業を展開する多くの企業と同様に、労働市場の状況が厳しいため、Alliedは空きポジションを埋めるための課題に直面しています。同時に、同社は反復的で人間工学的に非友好的なビンピッキング作業を排除することで、労働者の安全性を向上させたいと考えていました。品質の向上も、自動化を検討する決定の原動力となりました。製造サポート部門マネージャーのトム・カーライル氏は次のように説明しています。「自動化を探すときは、反復性を求めます。ローディングマシンとアンロードマシンとの一貫性があれば、品質をより良く管理できます。「ビンピッキングアプリケーションで手作業を使用すると、一貫性のない結果が得られます」
と、製造エンジニアの技術者であるネイト・ギルバート氏は付け加えます。「手作業の最大の課題の1つは、彼らが疲れてしまい、1日の終わりには生産が低下することです。一方、ロボットでは、常に一貫したアウトプットを頼りにすることができます。
「### 課題
新型コロナウイルスのパンデミックにより、同社の肉体労働力に関する懸念がさらに高まりました。「献身的なスタッフがコントロールできない理由でいつでもここにいない可能性があります」とカーライルは言います。「そのため、これらのプロセスを実行し続ける方法が必要でした。
「Alliedが最初にビンピッキングオートメーションを研究したとき、この技術は「私たちが必要としていた場所にはありませんでした」とGilbert氏は言います。「ガードはあまりにも侵入的であり、その分野でオペレーターを必要としていたときにそれが困難になりました。アライドのフロアスペースはすでにかなり限られており、ロボットを収容するためにより多くのガードを設けなければならないという考えは、当初私たちを足止めしたものの1つでした。しかし、コラボレーションロボットが従業員の周りで安全であるため、それは素晴らしい方法だと感じました。」
Allied Moulded Products Inc.
業界 Plastic and Polymers
国 United States
従業員数 100-500
使用したURロボット UR10
解決策
Allied Mouldedの協働ロボット（ cobots ）への関心は、Universal Robots （ UR ）からのcobotsの展開に成功した近くの工場への旅行の後に引き起こされました。
Alliedはその後、トレードショーでURを見て、最終的にURの受賞歴のある自律型ビンピッキングキットの展開につながりました。これは、ビジョン処理、衝突のないモーションプランニング、および自律型リアルタイムロボット制御を同期的に処理する、柔軟で使いやすい自動ビンピッキングソリューションです。
「ActiNavは、余分な障害物を作り出すことなく、利用可能なスペースに入ることができると確信していた最初のシステムでした。私たちが本当に求めていたのは、部品を容器からコンベアに取り出すシンプルさだけであり、ActiNavはその需要を満たしているようでした」とGilbert氏は述べ、ActiNavは部品の位置決めによく使用される振動フィーダーの大きな改善を構成していると指摘しています。
簡単なプログラミングと展開
データフィーディングとビンティーチングプロセス
ActiNavに部品認識のためのデータを供給することも、同様に痛みのないプロセスです。Wells氏は次のように述べています。「製品のCADファイルを使用してActiNavに読み込み、それを使用して部品を容器から登録しました。読み込むのはとても簡単でした。USBに接続してコントローラーに差し込むだけです。
一方、容器を教えることも非常に簡単でした。「ロボットを容器の各部分に触れるだけです。あなたはそれをいくつか行い、ActiNavは容器自体を学習します。セットアップの最初の日の後、実際にプログラミングを行う方法を学ぶためのシフトが必要だったかもしれませんが、その後、私たちは自分たちでうまくやっていました。」
Nate Gilbert, Manufacturing engineer technician, Allied Moulded Products Inc.単純なことですが、部品を容器からコンベアに取り出すことが私たちが本当に求めていたものです。
ビンピッキングサイクル
このプロセスは、在庫ハンドラーが部品のフルクレートをダンプスターにアンロードすることから始まります。有効化すると、ダンプスターは傾いてその部品をActiNavビンにダンプします。ActiNavは、1つの部品（この場合は押出成形されたガラス繊維の電気ジャンクションボックスハウジング）を取り出し、狭い手すり付きのコンベアに適切な向きで配置します。
カーライル氏は次のように説明しています。「機械が実行する二次的な操作のため、部品は機械上で特定の順序で配置する必要があります。部品が正しく配置されていない場合は、それを拒否する必要があるため、その部品のすべての労力と材料が失われています」コンベアは、複数のステーションを備えたロータリーテーブルを備えた小さなケージ状の作業セルに部品を運びます。各ステーションには、カップに適用される加工要素があり、最終的には完成した部品を大きなゴミ箱に捨てるアウトコンベヤがあります。その過程で、カーライル氏は、ActiNavは自律的にいくつかの決定を下す必要があると指摘しています。どの部品を選ぶか、正しい方向にどのように配置するか、間違った部品をどのように特定するか、それらを脇に置いて主なタスクを続行するかなどです。
ビンがいっぱいに保たれていれば、ActiNavはオペレーターの介入なしに一日中移動することができます、とギルバートは言います。「私はロボットが向きに関係なくビンから部品を取り出し、マシンに正しく配置する能力に非常に感銘を受けています。そのようなタスクは、通常、ロボットが行うように設定するのはかなり難しいです。私たちはオペレーターがそれを行うことにかなり自信を持っています。しかし、ロボットにそれをさせ、そのような状況で直接労働力を使用する必要がないことは大きな利点でした。」
フェンスフリーの自動化により、人間とロボットのコラボレーションが可能
従来の自動化では、潜在的な怪我から労働者を保護するためにマット、フェンス、エンクロージャが必要ですが、これにより、いくつかのタスクを自動化するために「オフィスサイズ」のケージが必要になる可能性があります。一方、cobotsは人々の近くで動作するように設計されています。「これにより、ロボットを配置する場所を柔軟に設定できます[そして]ロボットと対話することができます。問題が発生してエラーを解決する必要がある場合は、アクセスするために実行する必要のある大きな手順はありません。そして、それは彼らがアクセスできないようには見えないので、床の上の個人にとってより受け入れやすくなります。それはオープンな場所にあります。」
カメとウサギ
ActiNavは昼食、タバコ、トイレ休憩を取らず、いつも仕事に出かけます。カーライルは次のように述べています。「まるでカメとウサギのようです。ActiNavは一貫しています。常にそこにあり、部品を装着しています。人間のオペレーターはより速くすることができますが、休憩の必要性によって一貫性が影響を受ける可能性があります。結局のところ、製品の総量は、人間のオペレーターよりもActiNavと同じである必要がありますが、常に動いている疲労や手の器用さはありません。「ActiNavの導入により、Allied Mouldedのオペレーターはスキルを向上させ、システムのトレーナーやメンターになり、将来の自動化プロジェクトの設計アイデアに貢献することができました。Carlisle氏は次のように述べています。「私たちが自動化を導入して日常的で安全ではないタスクの多くを実行し、より安全にするために、オペレーターは私たちが持っている最大の資産であり、次世代の従業員のための最高のトレーナーを作ります。
深いビンでの正確なピックを有効にします
「ActiNavはゴミ箱からまっすぐ選ぶことができ、部品がどこに向いているかは関係ありません」と、Allied MouldedのメンテナンスグループのリーダーであるNate Wellsは言います。ActiNavの高解像度センサーとCADマッチングにより、雑然とした深いビンでも高精度のピックアップが可能になります。ActiNavキットの自律モーションモジュールは、部品が毎回同じ方法でフィクスチャに配置されることを保証するロボットポーズを選択し、正確なピックと部品指向のプレースメントを提供します
シフト全体の実行
Allied Mouldedの製造サポート部門のマネージャーであるTom Carlisle氏は次のように述べています。「ActiNavは、使用可能な部品があるシフト全体をほぼ実行します。「1万個の部品の注文があるとしましょう。その時間枠で実行されます。」
直感的なプログラミング
プログラミングActiNavは、URティーチペンダントと完全に統合されているため、直感的で簡単です。Allied MouldedのメンテナンスグループのリーダーであるNate Wells氏は、調整には「10分間かかりました」と述べています。「これまでで最も簡単なプログラミングです。」ActiNavは、2020年のLEAPアワードでインダストリアルオートメーション部門で金賞を受賞しました。LEAP （ Leadership in Engineering Achievement Program ）賞は、デザインエンジニアリング分野で最も革新的で先進的な製品を表彰するものです。
自動化の課題を解決しました：
安全でコラボレーティブな自動化を使用して、反復的なビンピッキングタスクを置き換えました 狭いスペースに展開 人間とロボットのコラボレーションを密接に
主な価値推進要因：
ビンピッキングの一貫性の向上 従業員はより興味深いタスクのために解放され ました設置面積が小さい ワーカー展開の柔軟性が向上 共同作業で安全 プログラミングが簡単
協働ロボットで自動化した作業
UR cobotは、深いビンからのビンピッキングタスクを自律的に処理します
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