Cobot-Schweißgerät steigert die Leistung um das Zehnfache

Produktionsleiter Camilo Aguilar (rechts) zeigt einem Bediener, wie man dem Cobot Welder beibringt. „Die Bediener merken es schnell, wenn sie merken, wie viel einfacher und schneller ihre Arbeit wird“, sagt er.

Foto mit freundlicher Genehmigung von Universal Robots

Der Cobot Welder ist zu einer Möglichkeit geworden, das Unternehmen zu brandmarken. „Wenn ich den Vizepräsidenten eines der renommiertesten Bootsbauer der Welt zu einem Rundgang hierher bringe, stelle ich sicher, dass wir beim Cobot vorbeischauen und er ihn laufen sieht, weil es ihnen wirklich die Augen öffnet. Die Leute sehen gerne die Technologie; es macht Eindruck“, sagt Montes.

Foto mit freundlicher Genehmigung von Universal Robots

Vor der Einführung des Cobot Welder hatte niemand bei DeAngelo Erfahrung mit der Roboterprogrammierung. „In unserer Produktion laufen immer noch täglich Maschinen aus der Zeit des Zweiten Weltkriegs“, sagt Montes. „Der bloße Gedanke an einen ‚Roboter‘ würde also ausreichen, um einige unserer Leute zu einem Therapeuten zu schicken. Aber die Benutzerfreundlichkeit ist wirklich bemerkenswert. Innerhalb von 20 Minuten nach dem Auspacken unseres Cobots konnten wir mit den Teilen arbeiten.“

DeAngelo hofft, irgendwann jeden seiner sieben Fertigungstische mit einem Cobot ausstatten zu können.

Foto mit freundlicher Genehmigung von Universal Robots

Der Cobot schweißt Teile genauso gut oder besser als erfahrene Handschweißer.

Foto mit freundlicher Genehmigung von Universal Robots

Die Beacon-App von Cobot Welder liefert Produktionsdaten in Echtzeit.

Die Fehlerbehebung erfolgt sofort über die Beacon-App, mit der Bediener Bilder aufnehmen und diese direkt an Hirebotics senden können. „Unser Produktionsleiter ist ein alter Hund, der keine neuen Tricks lernen wollte“, sagt Montes. „Wir haben ein Foto gemacht, es an den Chat gesendet, eine Antwort erhalten und es hat funktioniert. Es hat ihn umgehauen.“

Foto mit freundlicher Genehmigung von Universal Robots

Fünfundsechzig Tage. So weit lag DeAngelo Marine Exhaust in der schlechtesten Phase bei den Durchlaufzeiten zurück.

DeAngelo mit Sitz in Fort Lauderdale, Florida – „der Yachthauptstadt der Welt“ – ist bekannt für die Herstellung von Schweißnähten in Flugzeugqualität an Abgasteilen von Schiffsmotoren. Doch die Nachfrage nach DeAngelos Auspuffteilen überstieg die Kapazität des arbeitsintensiven Produktionsprozesses des Unternehmens. Und CEO Justin Montes hatte kein Glück, mehr Handschweißer einzustellen.

„Was wir hier machen, ist Maßanfertigung auf höchstem Niveau“, sagt er. „Sie werden keinen Schweißer von der Straße holen und ihn diese Systeme herstellen lassen.“ Damit sah sich der CEO seinem schlimmsten Albtraum gegenüber: Die besten Bootsbauer, Schiffbauer und Motorenhersteller der Welt im Stich zu lassen, indem er zu spät lieferte.

Montes erklärt: „So verliere ich das Konto und bekomme es nie wieder zurück.“ Wir befanden uns in einer Sackgasse und hatten erhebliche Wachstumsschmerzen. Wir mussten einfach skalieren, unsere Vorlaufzeiten verkürzen, unseren Preis senken und unsere Kapazität erhöhen. Er hatte von der Einführung dieser Cobots gehört und sie schienen eine gute Idee zu sein. Also begannen wir, Teile an sieben der großen Roboterschweißunternehmen zu senden, um zu sehen, ob sie eine Demoschweißung durchführen könnten.“

Die Ergebnisse waren enttäuschend. Eine Kiste mit zurückgegebenen Demoteilen zeigte Produkte mit Löchern in der Schweißnaht und unregelmäßigen Klumpen geschmolzenen Metalls. „Sie hatten alle Mühe, mit unserer Qualität mitzuhalten. Als ich Universal Robots (UR) kontaktierte, war ich bereits drei Monate dabei und hatte fast aufgegeben“, sagt Montes.

UR verwies Montes an den Schweißpartner Hirebotics, ein Unternehmen, das die kollaborativen Roboter von UR in „The Cobot Welder“ integriert hat: ein komplettes System, das den mit einem Schweißbrenner ausgestatteten UR10e Cobot-Arm, die Beacon-App zum Unterrichten, eine Schweißstromquelle, und ein vielseitiger Schweißtisch zur Durchführung hochwertiger Schweißnähte an einer Vielzahl von Werkstücken.

„Zu diesem Zeitpunkt im Spiel dachte ich wirklich, ich würde nur meine Zeit verschwenden“, sagt Montes, als er sich daran erinnert, wie er eine SMS vom Mitbegründer von Hirebotics erhielt, in der er ihm mitteilte, dass sie seine Teile erhalten hatten. Vier Minuten später erhielt er eine weitere SMS, dieses Mal mit einem Bild, das das Teil zeigte, perfekt geschweißt, ohne Lücken.

„Ich dachte, das sei zu schön, um wahr zu sein, und der gesamte Textaustausch sei inszeniert“, sagt Montes, der beschloss, zu Hirebotics in Nashville, TN, zu fliegen, um sich das Ganze aus erster Hand anzusehen. Als er dort ankam, konnte er die App-basierte Schnittstelle von Hirebotics verwenden, um den Cobot-Schweißer in nur 20 Minuten zu trainieren und zu betreiben, ohne dass er vorher über Robotik-Erfahrung verfügte.

„Ich habe Teile so gesteuert, wie ich mein ganzes Leben lang Roboter gesteuert habe. Danach habe ich ihnen eine Bestellung gegeben und wir haben den Roboter hier reingebracht. Und da fing der Spaß an“, sagt er.

Von 2 bis 20 Zoll pro Minute

Der Cobot Welder ermöglichte es dem Unternehmen schnell, die Vorlaufzeiten einzuhalten und die Fehlerquote zu senken. „Wir waren innerhalb weniger Tage von einer Kapazitätsüberschreitung von acht Wochen wieder auf den Ausgangswert zurückgekehrt“, sagt Montes.

Er führt diese Leistung auf die Geschwindigkeit des Cobots zurück, der 20 Zoll pro Minute beim MIG-Schweißen erreicht, verglichen mit 2 bis 5 Zoll pro Minute beim manuellen WIG-Schweißen. Montes fährt mit seinen Händen über eine vom Cobot ausgeführte Webschweißnaht und sagt: „Jeder Schweißer, der etwas drauf hat, würde kaum glauben, dass es sich um eine MIG-Schweißnaht handelt. Als die Bediener anfingen, mit den Einstellungen herumzuspielen, wurde uns klar, dass wir die Schweißnähte so gestalten konnten, wie wir es wollten: dicke Schweißnähte, dünne Schweißnähte, Stumpfnähte, Überlappungsnähte – wir bauen sogar Vorrichtungen zum Nahtschweißen. Er betont auch die Möglichkeit, den Cobot so einzustellen, dass er vollständig durchgeschweißte Schweißnähte ausführt.

„Das war für uns ein sehr großes Anliegen. Ein Leck könnte eine 100-Millionen-Dollar-Yacht buchstäblich zum Sinken bringen. Aber wir haben keine Lecks am Cobot festgestellt“, sagt er.

ROI nach einer Bestellung

An dem Tag, als der Cobot Welder bei DeAngelo zum Einsatz kam, erhielt das Unternehmen einen Großauftrag von der Küstenwache. Die Teile hatten einen Durchmesser von 12 Zoll und erforderten fünf kreisförmige Schweißnähte. „Passt perfekt zum Cobot“, sagt Montes und strahlt. „Die Bearbeitung dieser Bestellung dauerte von Monaten auf nur Tage. Wenn ich Geld dafür investiere, mit den Überstunden der Abteilung und allem, hat sich dieser erste Auftrag für meinen Cobot bezahlt gemacht.“

Montes erklärt, wie es ihm auch gelungen ist, große Teile der Schweißarbeit von den Herstellern, den bestbezahlten Mitarbeitern in der Werkstatt, auf die Maschinenbediener zu verlagern, die jetzt den Cobot bedienen.

„Vor dem Cobot haben wir alle benötigten Teile auf einen Wagen geworfen, und unsere Hersteller mussten sie alle zusammenschweißen“, sagt er. „Sobald der Cobot betriebsbereit war, richteten wir eine Vorfertigungsabteilung ein, in der alle diese großvolumigen Unterbaugruppenteile geschweißt werden konnten, bevor sie zum Hersteller gelangten. Aus finanzieller Sicht sind unsere Kosten pro Teil drastisch gesunken, da das Schweißen jetzt von einem Maschinenbediener und nicht mehr von einem Hersteller durchgeführt wird.“

Schweißer für sich gewinnen

Als der Cobot Welder zum ersten Mal bei DeAngelo ankam, teilten nicht alle Montes Begeisterung. „Wir haben all diese großartigen Hersteller, die einen Roboter im Gebäude sehen. Da steht sofort die Wand: „Was ist das für eine Maschine?“ sie fragten“, erinnert er sich.

Er erklärt, wie er sie ein paar Probeteile testen ließ und den Schweißer so lange einschaltete, bis die Schweißnähte richtig aussahen. Das war ein großes „Aha-Erlebnis“ für die Mitarbeiter.

„Dieselben Leute, die Angst vor dem Cobot hatten, rufen mich jetzt am Wochenende an und schlagen neue Teile für den Cobot vor“, sagt Montes. „Man konnte sehen, wie ihre Gehirne einfach explodierten; Jetzt nehmen es alle an. Es war ein großer Moralschub für unsere Arbeitskultur.“

Stan Sherwin, einer der manuellen WIG-Schweißer bei DeAngelo, erklärt, wie ihm der Cobot Zeit spart: „Wenn die Teile bei mir ankommen, sind die Unterbaugruppen bereits vom Cobot geschweißt, und das macht es viel einfacher, weil ich sie nicht habe zu versuchen, es in einer schwierigen Position zu manövrieren. Die Schweißnähte des Roboters sehen wunderschön aus. Und es geht viel schneller.“

Tatsächlich hat der Cobot es DeAngelo ermöglicht, seine erfahrenen Schweißer das tun zu lassen, was sie am besten können. „Gute Hersteller wachsen nicht auf Bäumen“, sagt Montes. „Sie sind unsere Top-Leute und es dauert Jahre, wenn nicht sogar ein ganzes Leben, bis sie sich für die Bewältigung einiger unserer komplexen Fertigungen ausbilden. Mit dem Cobot Welder können wir unseren Fertigungsarbeitern die Zeit geben, sich auf die herausfordernden Aufgaben zu konzentrieren und den Cobot all die alltäglichen, sich wiederholenden Aufgaben erledigen zu lassen.“

Camilo Aguilar, Produktionsleiter bei DeAngelo, gehörte zu den Mitarbeitern, die den Cobot zunächst mit Skepsis begrüßten. „Ich hatte wirklich meine Zweifel. Luftgekühltes MIG-Schweißen an Edelstahl und Rohren? Aber ich habe mich getäuscht. Ehrlich gesagt ist das eine tolle Maschine“, sagt Aguilar und fügt hinzu, dass er den Cobot in „mein Baby“ umbenannt hat.

Obwohl er vor der Einführung des Cobot-Schweißgeräts keine Erfahrung mit Robotik hatte, ist es jetzt der Produktionsleiter, der den Bedienern beibringt, wie man das Gerät bedient. „Die Programmierung ist nicht schwer; Unsere Mitarbeiter verstehen es so schnell“, sagt er.

Wie Montes es ausdrückte, gab es „kein Schreiben von 10-seitigen Programmen in G-Code oder jahrelange Lernkurven mehr“. Stattdessen lernen die Bediener den Roboter einfach, indem sie den Roboterarm ergreifen und ihn entlang der gewünschten Schweißbahn bewegen. Dabei fügen sie Wegpunkte in Beacon hinzu, der App-basierten Schnittstelle des Cobot Welder, die auf jedem Handheld-Gerät oder Tablet läuft. „Wenn Sie einen Kreis schweißen möchten, drücken Sie Kreis und klicken Sie auf drei Punkte. Das Gerät weiß, dass entlang dieser drei Punkte ein Kreis geschweißt werden muss. Du willst eine Linie machen? Zwei Punkte, so einfach ist das“, erklärt Montes, der an Vorrichtungen arbeitet, die es dem Cobot Welder ermöglichen, 25 bis 50 Produkte im selben Zyklus zu schweißen.

„Das war für mich der eigentliche Game-Changer“, fügt er hinzu. „Preis, Support, Wartung – das sind alles wichtige Faktoren, die es zu berücksichtigen gilt. Aber es wäre eine Verschwendung, Zeit und Geld in die Anschaffung eines Roboters zu investieren und ihn dann ungenutzt stehen zu lassen, weil er zu schwer zu bedienen ist.“

Fehlerbehebung in Echtzeit

Nachdem Montes lange Reaktionszeiten bei der Anfrage nach technischem Support für die CNC-Wasserstrahl- und Laserschneider des Unternehmens erlebt hatte, war er positiv überrascht von den schnellen Antworten, die er erhielt, wenn sein Team eine Frage zum Cobot Welder hatte.

„Die Fehlerbehebung am Cobot ist großartig“, sagt er. „Wir führen die Programmierung über ein iPad Mini aus und es gibt eine Support-Funktion in der App, mit der Sie innerhalb von Sekunden jemanden am Telefon erreichen können.“

Er kann die Ausgaben auch fotografieren und einreichen. „Ich muss kein Schweißer sein“, sagt er, „aber ich kann ein Bild schicken und sagen: ‚Hey, ist das die richtige Einstellung?‘ Und in Sekundenschnelle haben Sie tage-, wenn nicht wochenlange Ausfälle vermieden.“

Als Six-Sigma-Schwarzgurt und bekennender „Zahlen-Nerd“ betont Montes die Produktionsdaten, die von der Beacon-App von Hirebotics bereitgestellt werden. „Über die App habe ich überall und in Echtzeit Zugriff auf alle meine Produktionsdaten“, sagt er. „Alles ist eine Zahl; Wir können sehen, wie lange der Lichtbogen eingeschaltet war und wie viel Gas und Draht wir verbraucht haben. Und wenn es so aussieht, als wäre Schicht A profitabler, weil sie schneller lief, können wir diese Einstellungen auf Schicht B kopieren.“

Zukünftige Anwendungen

DeAngelo steht gerade erst am Anfang seiner Cobot-Entwicklung. Montes holt einen Plan der Werkstatt hervor und zeigt auf die Fertigungstische, an denen seiner Meinung nach ein Cobot-Schweißer arbeiten soll. „Unser Ziel ist es, einen Cobot auf allen Fertigungstischen unserer sieben Haupthersteller zu haben. Während sie Teile ausrichten und sicherstellen, dass sie alle Zielpunkte erreichen, können sie in der Zwischenzeit den Cobot mit dem Schweißen beauftragen und so alles rationalisieren.“

Der Sprung vom Schweißen mit 2 Zoll pro Minute auf 20 Zoll pro Minute hat es DeAngelo auch ermöglicht, in neue Märkte vorzudringen. „Wenn man es mit großen Motorenherstellern zu tun hat, wollen diese keine Premiumpreise für maßgefertigte Teile zahlen“, erklärt Montes und erklärt, wie er seine Kosten und Lieferzeiten deutlich senken muss, um diesen Markt zu bedienen und mit ihm konkurrieren zu können Hersteller in Indien. „Um [bei diesen OEMs] Fuß zu fassen, müssen wir die Produktion um das Zehnfache steigern, und dabei hat uns der Cobot Welder bereits geholfen.“

Er fügt mit einem Lächeln hinzu: „Sobald mehr Motorenhersteller erkennen: ‚Oh, DeAngelo kann das jetzt‘, brauche ich nicht nur mehr Cobots; Ich brauche ein größeres Gebäude.“

Klicken Sie hier und hier, um Videos von DeAngelo und seinem Cobot-Schweißer anzusehen.

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Weitere Informationen zum Roboterschweißen finden Sie unter www.assemblymag.com, wo Sie die folgenden Artikel lesen können:

Cobot Welder steigert die Produktion für einen Hersteller aus Carolina

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beitragender Autor