Robotsimulering av ett manuellt produktionssteg

Abstract

Currently, automation is of interest to companies worldwide as it enables faster and more efficient production. This thesis has been conducted in collaboration with the company Aimpoint, which is among the aforementioned companies interested in automation and how it can benefit their production. Aimpoints is a leading company in the red dot sight sector, and its founder, Arne Ekstrand, was also the inventor of the red dot sight. Currently, the majority of Aimpoint’s production is done manually. The company considers this to be one of the reasons for their product quality, but they also feel the need to streamline their production. Therefore, Aimpoint is seeking a proposal for an automation solution that increases their efficiency while maintaining their high product quality. This has formed the basis for this thesis. The work began by selectin which sight’s production flow would be investigated to find a step to automate. This investigation resulted in the decision that the cleaning of the sight’s lenses in operation 6 in the production flow of the X sight should be automated. This is because this task showed the second highest cycle time in the production flow after an operation that was deemed unfit for automation, as well as being a strenuous task for the workers. With the desire to retain their workers and the quality they contribute in mind, the student, in consultation with the supervisor, decided to develop a simulation in the ABB company’s software RobotStudio. In this simulation, a cobot would be programmed to perform the cleaning that was deemed to be automated. By creating a simulation, it could be examined how an implementation would affect the production flow and the cycle time of the operation. The simulation used ABB’s cobot SWIFTI CRB 1100. Before the work in RobotStudio could being, a thorough analysis was mode of how the cleaning process works and what is important to consider when developing the simulation. After this, a simulation was developed in RobotStudio where SWIFTI performed the cleaning steps. To investigate how an implementation of the simulation would affect the cycle time of the operation, time measurements were made for two simulations: one time measurement where one sight was cleaned and one simulation where three sights were cleaned. The time measurement for cleaning one sight resulted in a simulation time of 33,36 seconds, and cleaning three sights resulted in a measured time of 103,632 seconds. By inserting the simulated time for cleaning one sight into a diagram representing times measured in the operation 6, it could be seen how the cycle time would change. With effective implementation of the solution, the result was a reduction in cycle time from 178 seconds to 117 seconds, which represents a decrease of 61 seconds. In the case where the operation would be changed to handle three sights per round, the resulting time currently is 535 seconds, and 362 seconds with the effective implementation of the simulation. This gives a difference of 172 seconds. By using the new cycle time and optimizing the operation currently acting as a bottleneck, the pace production was increased as the average cycletime for the part of the production that was examined was reduced from 214,3 seconds to 157,6 seconds. The thesis thus achieved its goal by developing an automation solution that reduces the cycle time of the operation and reduces the takt time.

Abstract (Swedish)

I dagsläget är automatisering något som intresserar företag världen över då det möjliggör en snabbare och mer effektiv produktion. Detta examensarbete har gjorts i samarbete med företaget Aimpoint, som tillhör en av de förenämnda företag som är intresserade av automation och hur det kan hjälpa deras produktion. Aimpoint är ett ledande företag inom rödpunktssiktes sektorn och deras grundare, Arne Ekstrand, var även han som uppfann rödpunkssiktet. I dagsläget sker en majoritet av Aimpoints produktion för hand. Företaget anser detta vara en av anledningarna till deras produktkvalitet, men företaget känner även ett behov av att effektivisera sin produktion. Aimpoint söker därför efter ett förslag på en automationslösning som ökar deras effektivitet samtidigt som deras höga produktkvalitet förblir densamma. Detta är det som har utgjort grunden för detta examensarbete. Arbetet började med att välja ut vilket sikte vars produktionsflöde skulle undersökas i mål om att hitta ett steg att automatisera. Denna undersökning resulterade i beslutet att rengöringen av siktets linser i operation 6 i siktet X:s produktionsflöde borde automatiseras. Detta beror på att denna uppgift visade den näst högsta cykeltiden i produktionsflödet efter en operation som bedömes olämplig för automatisering, samt att det är en ansträngande uppgift för montörerna. Med viljan att behålla deras montörer och den kvalité de tillför i åtanke, tog studenten i samråd med handledare, beslutet att en simulering i företaget ABB:s programvara RobotStudio borde tas fram. I denna simulering skulle en cobot programmeras till att genomföra rengöringen som ansågs borde automatiseras. Genom att ta fram en simulering kunde det undersökas hur en implementering skulle påverka produktionsflödet och operationens cykeltid. Simuleringen använde sig av ABB:s cobot SWIFTI CRB 1100. Innan arbetet i RobotStudio kunde påbörjas gjordes det en noggrann analys av hur rengöringen går till och vad som är viktigt att ha i åtanke vid framtagning av simuleringen. Efter detta togs det fram en simulering i RobotStudio där SWIFTI genomförde rengöringsstegen. För att undersöka hur en implementering av simuleringen skulle påverka operationens cykeltid gjordes det tidmätningar av två simuleringar, en tidmätning där ett sikte rengjordes och en simulering där tre sikten rengjordes. Tidmätningen från rengöring av ett sikte resulterade i en simulationstid på 33.36 sekunder och rengöring av tre sikten resulterade i en uppmätt tid på 103.632 sekunder. Genom att sätta in den simulerade tiden för rengöring av ett sikte i ett diagram som representerar tider uppmätta i operation 6 kunde det ses hur cykeltiden hade förändrats. Vid effektiv implementering av lösningen blev resultat en minskning av cykeltiden från 178 sekunder till 117 sekunder, vilket innebär en minskning på 61 sekunder. I det fall där operationen skulle ändras till att hantera tre sikten per omgång blir den resulterande tiden i nuläget 535 sekunder, respektive 362 sekunder vid effektiv implementering av simuleringen. Detta ger en differens på 172 sekunder. Genom att använda den nya cykeltiden och vid optimering av den operation som agerar flaskhals i nuläget ökade takten och minskade snittet för cykeltiden för den delen av produktionen som undersöktes från 214,3 sekunder till 157,6 sekunder. Examensarbetet uppnådde därmed sitt mål genom att det togs fram en automationslösning som minskar cykeltiden för operation samt ökar takten.

• author: Rost, Kevin
• supervisor: Bernard Schmidt
• organization: Industrial Electrical Engineering and Automation
• course: EIEL05 20241
• year: 2024
• type: M2 - Bachelor Degree
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Cobot, RobotStudio, automation, production flow, streamlining
• publication/series: CODEN:LUTEDX/TEIE
• report number: 3134
• language: Swedish
• id: 9164426
• date added to LUP: 2025-02-05 16:56:10
• date last changed: 2025-02-05 16:56:10