JTEKT test haalbaarheid van drie mogelijkheden tot automatisering

Om de concurrentie op wereldniveau een stapje voor te blijven, onderzocht toeleverancier voor de auto-industrie JTEKT of het zijn productie verder kon optimaliseren via slimme automatisering. Het liet daarbij drie haalbaarheidsstudies uitvoeren voor verschillende taken binnen zijn productie. 

Innovatie en slimme automatisering staan al jaren centraal bij JTEKT Torsen Europe uit het Waalse Strépy-Bracquegnies. De onderneming is wereldwijd marktleider in de productie van slipdifferentiëlen voor wagens met vierwielaandrijving en kan hiervoor rekenen op 180 werknemers.

De differentiëlen die het produceert verdelen het motorvermogen over de wielen, om de voertuigen een betere rijdynamiek te verlenen. Ze werken 100 procent mechanisch en bestaan uit een reeks complexe stalen tandwielen met inwendige en uitwendige vertandingen. Om concurrentieel te blijven is verdere optimalisatie noodzakelijk. Het bedrijf onderzocht daarom of het nog verder kon automatiseren op de productievloer en ging hiervoor te rade bij Sirris. Samen met Sirris werd de inzet van een AGV voor transport onderzocht, en daarnaast ook de automatisering van kwaliteitscontrole en assemblage.

AGV als logistieke hulp

In een eerste case werd bekeken of het mogelijk was met een AGV (automated guided vehicle) voorzien van een cobot, gereedschappen van de CNC-machines te transporteren naar het magazijn en terug. Een overzicht van mogelijke navigatietechnieken werd gepresenteerd. Een AGV met eigen kaartopbouw bleek het meest flexibel. Met de concrete machines die gekozen werden, bleek dat er ruim voldoende tijd is om het traject af te leggen.

Eens de AGV naar de gewenste positie is gereden, zal de cobot, voorzien van een 2D-camera, de gereedschappen voldoende nauwkeurig en snel opnemen en plaatsen. Hiervoor dienen de gereedschapsrekken voorzien te zijn van een markering (bijv. een QR-code) waarnaar kan gerefereerd worden. Er werd een scenario opgesteld waarin de verschillende mogelijkheden voor de praktische uitwerking werden onderzocht en ook welke AGV voor deze taak het best in aanmerking kwam. Sirris bracht JTEKT daarbij in contact met mogelijke leveranciers van geschikte AGV's.

JTEKT had na deze studie een goed overzicht van verschillende AGV’s op de markt en ook een indicatie van investeringsgrootteorde.

Kwaliteitscontrole

De tweede vraag voor automatisering situeerde zich op vlak van kwaliteitscontrole. In de productiehal worden de producten manueel gecontroleerd op verschillende vereisten inzake afmetingen, ruwheid, ... De producten worden hierbij in bakken per pallet aangevoerd, getest en klaargezet voor inpakken. JTEKT wilde weten of (enkele van) de taken die de kwaliteitscontroleurs nu uitvoeren overgenomen kunnen worden door cobots.

Aangezien het takenpakket zeer ruim is, was het eerst nodig een selectie te maken. Zo werd nagegaan of een cobot vlaktemetingen op tandwielen kan verrichten door deze onder een meetklok te houden. Dit bleek perfect mogelijk, al was de cobot veel trager dan een operator. Daarom werd als alternatief het gebruik van het compacte 3D-meetsysteem Ko-ga-me van Mitutoyo voorgesteld. Uit testen bleek dat met dit meetsysteem zowel cyclustijd als metingen volgens de wensen van het bedrijf waren.

Sirris testte ook of een cobot go/no-go-testen op kalibers kon uitvoeren. Omdat de initiële testen met een kleine batch positief waren, werd de testperiode verlengd met een veel ruimer aantal te testen producten. De cobot bleek niet alleen accurater de testen uit te voeren, maar kon dit met een constante kwaliteit, aangezien de meetprocedure per teststuk altijd identiek is.

Op basis van deze haalbaarheidsstudie besloot JTEKT een Ko-ga-me en een KUKA LBR iiwa-cobot aan te kopen ter ondersteuning van de kwaliteitstesten. Momenteel vindt de implementatie plaats.

Assemblage

Een derde testcase had betrekking op de assemblage bij twee productielijnen die momenteel nog manueel gebeurt. Het gaat hierbij om behuizingen, bestaande uit verschillende onderdelen die met tand en groef in elkaar moeten gepast worden. JTEKT wilde weten of dit deel van zijn productie kon ondersteund worden met een cobot. Sirris zette een testopstelling op met twee cobots - een UR10 (Universal Robots), voor de pick & place-handelingen en een LBR iiwa 14 (KUKA), voor de krachtgevoelige handelingen.

De LBR iiwa 14 bleek fijngevoelig genoeg om de klus te klaren, maar haalde niet de gewenste maximale cyclustijd. Om dit euvel te verhelpen, werd een opstelling getest, waarbij vier assemblages tegelijk plaatsvonden. Zo werd voorkomen dat de ene cobot op de andere moest wachten en kon wel binnen de maximale cyclustijd worden gewerkt.

Met deze informatie kan JTEKT verder naar de beslissingsronde.