Automatizzare la saldatura per i piccoli lotti

La statunitense PMI, a causa della carenza di saldatori certificati, stava perdendo commesse. Inoltre i saldatori robotici tradizionali non erano adatti all’automazione della saldatura su piccoli lotti. La soluzione è arrivata con BotX, il robot di saldatura basato sui cobot Universal Robots.

Processed Metal Innovators (PMI) con sede nel Wisconsin è una manifattura che produce centinaia di diverse parti metalliche stampate e saldate per attrezzature pesanti, automobili, elettrodomestici e altro ancora. PMI opera in un mercato di nicchia, che offre pochi saldatori certificati e che non può avvalersi di saldatori robotici tradizionali, tuttora incapaci di gestire piccoli lotti con flessibilità. Per questo PMI ha adottato il saldatore BotX con il cobot UR10e di Universal Robots per aumentare notevolmente la produttività e la redditività.

La sfida. Gestire carenza di personale e flessibilità con una soluzione robotica

Erik Larson, vicepresidente delle operazioni presso PMI, era stanco di perdere commesse a causa della carenza di manodopera. «Ci sono state rivolte molte richieste di intervento» spiega, «e a molte di esse, in passato, non abbiamo potuto rispondere perché richiedevano ingenti attività di saldatura. Nel nostro organico disponiamo di soli sette saldatori certificati e per alcuni dei lavori che ci sono stati richiesti avevamo bisogno di nove o dieci operatori. In questo momento, abbiamo abbastanza preventivi da richiedere l’assunzione di altri 30 saldatori». Il Wisconsin soffre di una forte carenza di manodopera qualificata e questo rendeva difficile assumere saldatori certificati. Inoltre i tradizionali saldatori robotizzati non erano utilizzabili con profitto per la produzione ad alto mix/basso volume. Larson aveva bisogno di un’altra opzione.

L’azienda si era già dotata in passato dei robot collaborativi Universal Robots (UR) per asservire due presse meccaniche. I cobot prelevano le parti da un trasportatore, le inseriscono in presse per stampaggio e movimentano le parti stampate su un altro trasportatore. I cobot sono stati implementati da Hirebotics, un integratore di sistemi certificato UR che fornisce a noleggio robot connessi al cloud, il cui costo è connesso esattamente alle ore in cui vengono impiegati. Il successo di queste applicazioni ha portato PMI a cercare altre operazioni produttive da automatizzare per continuare a far crescere l’azienda. Quando PMI ha saputo della nuova saldatrice BotX sviluppata da Hirebotics, ha capito di aver trovato la soluzione alla sua carenza di manodopera. «Abbiamo selezionato le saldatrici BotX perché sono basate su robot collaborativi UR e non è necessario installare ingombranti sistemi di protezione intorno ad esse. Sono molto piccole e facili da usare. È una soluzione vantaggiosa per tutti, che renderà possibile eseguire piccoli cicli di saldatura su un alto mix di prodotti», afferma Larson. BotX implementa un cobot UR10e, il più grande della gamma e-Series, capace di offrire una capacità di carico di 10 kg e coprire un’area operativa di 2,6 metri di diametro.

La soluzione. BotX, facile da implementare, programmare e usare

BotX Welder è progettato per una rapida implementazione ed è molto facile apprenderne l’utilizzo. BotX è una soluzione tecnologica che combina perfettamente una vasta esperienza in operazioni saldatura e due anni di sviluppo in collaborazione con Red-D-Arc, Airgas e Air Liquide. Rob Goldiez, co-fondatore e CEO di Hirebotics, afferma: «Universal Robots è un’ottima scelta per costruire questa piattaforma per diversi motivi: il primo è che si stratta di una piattaforma estremamente aperta. Ci consente di controllare le prestazioni di quel robot dal cloud e la nuova e-Series ha capacità uniche nel suo sensore di forza/coppia integrato, che sfruttiamo per fornire una migliore esperienza utente per il cliente finale». Quell’esperienza ora produce risultati concreti, inclusa una coerenza che nemmeno i saldatori manuali possono raggiungere. Larson di PMI afferma ancora: «Con il sistema robot BotX, la qualità delle saldature è eccezionale perché è sufficiente impostare il punto in cui eseguirla e la saldatura sarà sempre in quel punto specifico e i cordoli saranno di qualità assoluta e ripetibile». I clienti possono impostare nel sistema di controllo di BotX i parametri delle saldature richieste in modo semplice tramite l’app Hirebotics su qualsiasi smartphone o tablet selezionandola all’interno delle librerie di saldatura sviluppate appositamente per BotX.

«Il team di Hirebotics è arrivato e nel giro di due ore hanno installato BotX. Nel giro di mezz’ora, in completa autonomia, l’ho programmato ed eseguito la prima saldatura», afferma Shaun Bruce, responsabile dell’area robotica e automazione di PMI. «Non sono un saldatore certificato, ma sono in grado di caricare facilmente un programma di saldatura e ho le mie tabelle mappate in immagini, quindi so dove posizionare gli strumenti e il sistema di maschere, e sono in grado di effettuare il cambio attrezzi nel giro di quindici minuti», afferma.

Costo ridotto, flessibilità, gestione altamente user friendly

Hirebotics consegna e configura il sistema completo. Tutto ciò che il cliente deve fornire è gas, cavi e le parti di connessione. Dopo la valutazione del rischio, nella maggior parte dei casi, non è richiesta alcuna barriera speciale al di fuori delle tradizionali protezioni, e l’azienda paga una tariffa oraria solo per il tempo in cui il robot sta effettivamente saldando.

«Rispetto al costo di un’automazione tradizionale o a quello connesso a un saldatore qualificato, si risparmia la metà», stima Larson. Non solo. Il nuovo sistema robotizzato di saldatura con i cobot UR ha già avuto un positivo impatto sulla capacità dell’azienda di assumere nuovo personale, nonostante la grave carenza di saldatori, spiega Larson. «Con il nuovo sistema BotX, possiamo espanderci, incrementare il numero dei servizi che offriamo e rivolgerci anche verso nuovi mercati, perché sappiamo esattamente quanti nuovi robot di saldatura installare per far fronte alla commessa ed evaderla per tempo», commenta Larson.

Saldatura certificata, anche senza operatori qualificati

Un altro vantaggio significativo è stata la capacità di PMI di ottenere la certificazione delle saldature BotX per i clienti che lo richiedono. «Questo ora significa che non abbiamo bisogno di utilizzare saldatori certificati per supervisionare l’operazione. Finché il programma del saldatore cobot è certificato, qualsiasi operatore può occuparsi dell’automazione», afferma il responsabile delle operazioni di PMI. Ciò è possibile perché il robot e il programmatore sono certificati da ispettori di saldatura, applicando gli stessi test che un saldatore umano deve eseguire per ottenere la certificazione, utilizzando campioni di saldatura e test distruttivi.

Larson afferma: «Con il nuovo sistema BotX possiamo introdurre un robot e farlo funzionare per tre turni senza dover assumere tre saldatori, quindi se avessimo bisogno di 30 saldatori, potremmo avere dieci robot in funzione. Dobbiamo assumere dipendenti per far funzionare i robot, ma non devono essere necessariamente saldatori certificati».

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