Die perfekten Campingpartner

Wiley Davis, ein Unternehmer und begeisterter Naturliebhaber, gründete sein Produktionsunternehmen, als er 2017 von einem Surf- und Campingausflug nach Baja California, Mexiko, nach Hause fuhr Als Davis die 200 m lange Ladefläche zum Schlafen nutzte, stellte er sich vor, was später zu Go Fast Campers (GFC) werden sollte, einem Hersteller maßgeschneiderter, leichter Pop-Up-Wohnmobile.

Fünf Jahre später hat der CEO und Mitbegründer GFC zu einem vertikal integrierten, hochautomatisierten Fertigungsbetrieb mit Sitz in Bozeman, Mont, ausgebaut. Die Produkte des Unternehmens sind so konzipiert, dass sie zu einer Vielzahl von Fahrzeugmarken und -modellen sowie zu Zubehörprodukten passen. GFC stellt mittlerweile 174 einzigartige Teile her – darunter Schrauben, Anschlüsse und Scharniere –, die in einer Vielzahl von Camper-Plattformen, Toppern, Rahmen und Zubehör verwendet werden.

Der stetige Fortschritt des Unternehmens war eine Teamleistung, die von Davis‘ Weitsicht zusammen mit dem Engagement, der Entschlossenheit und der Kreativität anderer leitender Führungskräfte sowie der Dutzender qualifizierter Techniker und Bediener im gesamten Werk geleitet wurde – mit wachsender Unterstützung durch fortschrittliche Automatisierung Systeme.

Tatsächlich ist ein Großteil des Erfolgs von GFC auf die Partnerschaft des Unternehmens mit Universal Robots (UR) A/S zurückzuführen. Die UR5-Maschinenpflege-Cobots des Lieferanten arbeiten im gesamten Werk in Bozeman Seite an Seite mit ihren menschlichen Gegenstücken.

„Hätten wir nicht das gesamte Unternehmen auf dem Konzept der Automatisierung aufgebaut, hätten unsere 65 Mitarbeiter diese Jobs überhaupt nicht“, versicherte Davis. „Und die Produkte, die wir herstellen – wenn wir in der Lage wären, darauf ein Unternehmen zu gründen – wären nur für einen sehr kleinen Teil der Menschen erschwinglich.“

Davis besaß zuvor ein viel kleineres Unternehmen, das Teile für Offroad-Motorräder herstellte. Dort lernte er aus erster Hand die Herausforderungen der manuellen Maschinenbedienung kennen. „Am Anfang habe ich alle Teile entworfen, alle Teile hergestellt, alle Teile verschickt – im Grunde alles, was mit dem Geschäft zu tun hatte, das ich machen musste“, erklärte er. „Wenn man vor einer Maschine stehen muss, einen Knopf drückt und für irgendetwas zurücktritt, werden diese Teile nicht hergestellt. Ich wusste, dass man Maschinen mit Robotern bedienen kann, also schwirrte mir das Szenario „Wäre das nicht schön wenn?“ durch den Kopf.“

Da das Unternehmen schnelle Designänderungen erforderte, benötigte Davis eine flexible Automatisierung. Und da er keine Kenntnisse in der Robotik hatte, brauchte er auch eine Lösung, die er schnell erlernen konnte. „Ich wollte nicht sechs Monate damit verbringen, herauszufinden, wie man den Roboter benutzt oder seine Probleme löst“, sagte er.

Als er sich entschied, Automatisierung hinzuzufügen, stürzte sich Davis kopfüber in das Projekt – obwohl er keinerlei Erfahrung hatte. Er beschloss, spontan zu lernen, bestellte einen UR5-Cobot und lud das Handbuch herunter, um es zu lesen, bevor der Roboter eintraf.

Die erste autodidaktische Integration begann einfach: Der Cobot belud und entlud Teile von einer Haas-CNC-Maschine, indem er ein M-Code-Relais und ein Kabel zu einem der Eingänge am Cobot verwendete, sodass er einen Knopf drücken konnte, um die Maschinentür zu öffnen. Im Laufe der Zeit entwickelte sich das Programm weiter und wurde durch die Hinzufügung eines kostengünstigen Luftzylinders für die Tür und eines Relais am Zyklusstartschalter, das an einen der Ausgänge des Cobots angeschlossen war, effizienter. Dadurch konnte die Steuerung des Roboters den Prozess steuern und gleichzeitig die Gelenke des Roboters schonen.

Dieser frühe Erfolg verstärkte Davis' Begeisterung. „Das Traumszenario, das mir beim Stehen an der Maschine durch den Kopf gegangen war, hat sich als wahr erwiesen, denn als das Gerät einmal in Betrieb genommen wurde – selbst in einer sehr begrenzten Kapazität –, verkürzte sich im Grunde die Zeit, die ich an der Maschine stehen musste, um die Hälfte“, sagt er sagte. „Das ermöglichte mir, mich auf andere Dinge zu konzentrieren, wie bessere Designs zu entwickeln, neue Leute einzustellen und auszubilden, und ich begann, über neue Ideen nachzudenken. Die Tatsache, dass es Go Fast Campers gibt, ist zu einem großen Teil darauf zurückzuführen, denn sonst wäre ich immer noch dort und überwältigt von all den Teilen, die ich herstellen musste.“

Die ursprüngliche UR5-Zelle von GFC wurde auf vier vollständig integrierte Maschinenbedienzellen mit UR5e-Cobots erweitert. Und ihre Verwendung entwickelt sich ständig weiter und wird immer ausgefeilter. „Wir versuchen, jeden Teil, den wir darauf werfen, auszuführen, ohne ein neues Programm erstellen zu müssen“, erklärte Davis.

Dies bietet Flexibilität und verbessert die Zuverlässigkeit, da GFC neue Programme nicht testen und überwachen muss, bevor sie in die Produktion überführt werden.

„Die Maschinenbedienung war schon immer eine alltägliche Anwendung für Cobots, aber GFC hat sie auf die nächste Stufe gehoben“, sagte Joe Campbell, Senior Manager für Anwendungsentwicklung und strategisches Marketing bei UR. „Die Tatsache, dass sie sich selbst beibringen konnten, wie sie die offene Plattform und die externe I/O-Logik von UR nutzen und eine Komplettlösung installieren konnten, zeigt die Benutzerfreundlichkeit und Raffinesse der UR-Cobots.“

Alle GFC-Teile bestehen zunächst aus rohem Billet-Aluminiummaterial in Luft- und Raumfahrtqualität, das in sieben verschiedene Standardgrößen geschnitten und in den vier Cobot-bemannten Bearbeitungszellen auf Tabletts geladen wird. Jeder Roboter verwendet das gleiche Programm mit minimaler Eingabe durch den Bediener, um zu definieren, welches Teil gefertigt wird. Der Roboter nimmt ein Teil auf, legt es in eine Nachgreifstation, damit er die Mitte des Teils finden kann, und lädt es in die Maschine. Die Maschine fräst den ersten Arbeitsgang, der Roboter dreht das Teil um, um den zweiten Arbeitsgang zu bearbeiten, das Teil wird aus dem Schraubstock ausgeworfen und ein Rückzugsarm zieht die Teile in einen Waschbehälter, wo sie für nachfolgende Prozesse bereit sind.

Dank der integrierten E/As der Cobots kann GFC alle Hilfssysteme über das Roboterprogramm steuern. Die Flexibilität wird durch die Möglichkeit erhöht, verschiedene Stifte an verschiedene pneumatische Systeme anzuschließen.

„Das war für uns unglaublich nützlich, da wir den Schraubstock, den Auswurfmechanismus, den Ausziehmechanismus und den Türzylinder, der die Tür öffnet und schließt, betätigen“, erklärte COO Stephan Morris.

Ein weiterer Schlüssel sind die Force-Feedback-Funktionen des UR5e und ein Greifer von Robotiq, der UR+-zertifiziert ist und sich nahtlos in UR-Cobots integrieren lässt. Der Aufbau ermöglichte es Davis, ein zuverlässiges, sicheres System aufzubauen, ohne in zusätzliche Sensoren investieren und es in die Maschine laden zu müssen. Die Maschine fräst den ersten Arbeitsgang, der Roboter dreht das Teil um, um den zweiten Arbeitsgang zu bearbeiten, das Teil wird aus dem Schraubstock ausgeworfen und ein Rückzugsarm zieht die Teile in einen Waschbehälter, wo sie für nachfolgende Prozesse bereit sind.

„Wir versuchen, das UR-Ökosystem sehr gut zu nutzen: alle anderen Produkte … und die Unterstützung von Menschen und anderen Unternehmen“, fügte Ian Sparkman, GFC-Teamingenieur für Sonderprojekte, hinzu. „Es war äußerst wertvoll, einer UR etwas hinzufügen zu können, das uns noch mehr Informationen aus unserer Anwendung liefert.“

Das GFC-Team hat auch die anwendungstechnische Unterstützung von UR gut in Anspruch genommen, die wertvolle Einblicke in Kommunikationsprotokolle lieferte und als Leitfaden für neue Projekte diente.

„Traditionell sieht man in einer Maschinenwerkstatt einen Bediener pro Maschine“, sagte Morris. „Mit der Automatisierung, die wir mit UR-Robotern und unserem Ingenieurteam sowie den ersten Entwicklungen von Wylie erreichen konnten, sind wir in der Lage, vier Maschinen mit einem Bediener in zwei Schichten pro Tag zu bedienen.“

Die meisten GFC-Mitarbeiter arbeiten in vier 10-Stunden-Schichten pro Woche, sodass das Unternehmen täglich etwa 22 Stunden Maschinenzeit hat, davon etwa 16 Stunden mit Personal. Die Cobot-Zellen laufen bei Lichtausfall, was den Mitarbeitern der ersten und zweiten Schicht Zeit gibt, über die Anforderungen des Tages zu sprechen, ohne die Produktion zu verlangsamen.

Dank der Flexibilität und einfachen Programmierung des UR5 kann GFC täglich 20 bis 25 Aufträge auf den vier Bearbeitungszentren ausführen, wobei der Auftragswechsel 10 bis 15 Minuten dauert. Die Maschinenzellen produzieren genau die Mengen, die an diesem Tag benötigt werden – egal ob 15 oder 500 Stück. Dadurch ist das Unternehmen in der Lage, bei sich bietenden Gelegenheiten schnelle Teileänderungen vorzunehmen.

„Ein Ingenieur kann hingehen, mit einem Bediener zusammenarbeiten, Änderungen an einem Teil vornehmen, das Maschinenprogramm aktualisieren und das Teil durchschieben“, erklärte Morris. „Vielleicht verschrotten Sie nur einen kleinen Bestand, aber diese Art der Integration im gesamten Unternehmen ermöglicht es uns, flexibel zu bleiben und das Feedback unserer Kunden entgegenzunehmen.“

Die Benutzerfreundlichkeit und Sicherheitsfunktionen der Cobots ermöglichen es dem Bediener, sie einfach aus dem Weg zu räumen, um auf das System zuzugreifen und Probleme zu lösen.

Produktionsingenieur Michael Galli, der in der Maschinenwerkstatt als Bediener mit minimalen Kenntnissen in der Robotik begann, sagte, seine frühere Denkweise sei gewesen: „Egal was passiert, man musste an der Maschine präsent sein.“ Als er anfing, mit den UR-Cobots zu arbeiten, änderte sich seine Sichtweise dramatisch.

„Da wir nun in der Lage sind, einige dieser sich ständig wiederholenden Aufgaben auslaufen zu lassen, können wir uns mehr auf übergreifende Verbesserungen oder Möglichkeiten zur Verbesserung der Dinge konzentrieren“, bemerkte er. „Ich kann die Qualitätskontrolle an einem Teil durchführen, während der Roboter gleichzeitig aktiv ein Teil lädt oder entlädt. Früher wäre das ein ganz zusätzlicher Arbeitsschritt oder ein zusätzlicher Mitarbeiter gewesen.

„Es ermöglicht Ihnen, Ihre Fähigkeiten zu diversifizieren und Ihre Möglichkeiten als Betreiber zu erweitern“, fuhr er fort. „Ich denke, das ist einer der Hauptgründe, warum ich mich mehr auf das konzentrieren konnte, was sich hinter den Kulissen abspielte, und in die Technik übergehen konnte.“

Nachdem GFC die Vorteile der Roboterautomatisierung für ein kleines Unternehmen und neue technische Innovationen kennengelernt hat, hat es damit begonnen, sein System in ein Produkt umzuwandeln, das an andere kleine Hersteller verkauft werden kann. Ziel ist es, Unternehmen die Möglichkeit zu geben, jedes Teil, das in ein bestimmtes Bauvolumen passt, zuverlässig und vollautomatisch herzustellen.

„Wenn Sie einen Prototyp erstellen und es funktioniert, füllen Sie den Vorratsbehälter, drücken Sie den Knopf und Sie sind in der Produktion“, sagte Davis.

Während Automatisierungstools typischerweise in größeren Unternehmen zum Einsatz kommen, ist Davis davon überzeugt, dass sie für kleine Unternehmen am leistungsstärksten sind. Dies ist Teil der Philosophie von GFC, Produkte zu entwickeln und zu bauen, bei deren Kauf sich die Kunden wohl fühlen.

„Wenn ich etwas kaufe, möchte ich es von der Person kaufen, der es am Herzen liegt und die viel Zeit und einen Großteil ihres Lebens darauf verwendet hat, das bestmögliche Produkt herzustellen“, erklärte Davis. „Und ich glaube nicht, dass man das in einem wirklich riesigen Unternehmen erreichen kann. Aber wenn ein kleines Unternehmen keinen Zugriff auf diese Tools hat, kann es nicht mithalten. Automatisierung ist ein wirklich leistungsstarkes Werkzeug, um eine viel größere Vielfalt an Produkten und Perspektiven zu ermöglichen.“

Es gibt auch finanzielle Vorteile für Arbeitnehmer. Bei Go Fast Campers ist aufgrund der Automatisierung das Einstiegsgrundgehalt des Unternehmens von 52.500 US-Dollar pro Jahr plus Sozialleistungen möglich.

„Unser Ziel und unser Versprechen an unsere Mitarbeiter besteht darin, dass wir diesen Einstiegslohn weiter erhöhen werden, während wir weiterhin neue Produkte ins Unternehmen bringen und die Automatisierung in verschiedenen Bereichen unserer Fabrik weiter ausbauen.“ Morris erklärte. „Dadurch wird jeder Mitarbeiter produktiver, unser Team wird produktiver und letztendlich werden wir wettbewerbsfähiger.“

Er fügte hinzu: „Indem wir unseren Kunden zeigen, dass wir in unseren gesamten Fertigungsabläufen Automatisierung einsetzen, insbesondere die UR-Roboter in unseren Maschinenwartungszentren, möchten wir unseren Kunden das Vertrauen geben, dass diese Produkte ethisch einwandfrei und auf höchstem Niveau hergestellt werden.“ von Qualität."

Weitere Informationen zu Go Fast Campers finden Sie unter https://gofastcampers.com oder telefonisch unter 406-905-0987. Weitere Informationen zu Universal Robots finden Sie unter universal-robots.com.

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