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Automatizar produtos artesanais com um robô?


É possível automatizar um produto artesanal?

Quando pensamos em produtos feitos à mão, geralmente imaginamos itens personalizados e altamente complexos, onde cada peça é necessariamente única. No entanto, muitos produtos são feitos à mão apenas porque os números de produção não são altos o suficiente para justificar o uso de automação total.

Neste estudo de caso, mostramos como um grupo de pesquisadores em plásticos industriais usou um robô e o RoboDK para automatizar um processo de fabricação de pequenos lotes.

O problema com muitas formas de automação é que elas exigem que você tenha um processo consistente em execução com alto rendimento. Sem isso, muitas vezes não faz sentido investir em automação, pois você não pode ter certeza de que obterá um retorno sobre o investimento.

Quando você tem um projeto em lote menor, pode se perguntar se é possível automatizar.

Este é o problema que um grupo de pesquisadores em plásticos industriais abordou em seu mais recente projeto de robótica. Eles estavam procurando uma maneira pequena e econômica de automatizar a montagem de brinquedos de bambolê de plástico.

Apresentando… ATS2i


Os pesquisadores da empresa francesa “Applications Thermoplastiques et Solutions Industrielles Innovantes” (ATS2i) realizaram este projeto. Foi liderado pelo engenheiro Alexandre Temporel, que atua há mais de 15 anos na área de plásticos industriais.

A empresa é especializada na concepção e engenharia de projetos industriais inovadores, com expertise específica na indústria de plásticos. Eles incorporam uma gama diversificada de tecnologias de fabricação, incluindo impressão 3D, usinagem e CNC.

ATS2i analisa projetos em todo o ciclo de vida de projetos industriais, desde pesquisa e desenvolvimento e estudos de viabilidade até o design e a prototipagem.

Parte de seu escopo como empresa é ajudar outros a modernizar suas máquinas industriais existentes por meio de automação avançada.

É aí que entra o projeto de robótica hula-hoop.

O projeto:produção de bambolê


O projeto em questão envolveu a produção de brinquedos de bambolê de plástico. Este é um bom exemplo de uma tarefa que geralmente é realizada manualmente em muitas situações em que são necessários pequenos tamanhos de lote.

A equipe da ATS2i criou sua configuração como um teste para ver se a robótica poderia ser usada para automatizar facilmente o estágio de montagem da produção de bambolê.

O que são bambolês?


Se você não está familiarizado com brinquedos de bambolê, aqui está uma cartilha…

Os bambolês são usados ​​como brinquedos há mais de 2.500 anos. Para usar o aro, você o gira em torno de sua cintura, membros ou pescoço. As crianças os usam para jogos e os adultos como forma de exercício ou entretenimento. Embora os bambolês tenham uma longa história, eles ganharam popularidade significativamente na década de 1950.

A maioria dos bambolês modernos são feitos de tubos de plástico, embora fossem tradicionalmente feitos de salgueiro, bambu ou grama dura.

A complexidade de fabricar um bambolê


Como uma peça de engenharia, os bambolês são muito simples de fazer. O tubo de plástico é dobrado em um círculo e as extremidades são unidas, geralmente inserindo um plugue de pino duplo.

Embora sejam simples de produzir, os bambolês nem sempre são fabricados em alto volume. Ao contrário das versões produzidas em massa, os artesãos menores os produzem em pequenos lotes.

A tarefa de conectar as extremidades dos aros é um bom candidato para automação.

É um bom exemplo de uma tarefa que muitas vezes é exigida em outras áreas da fabricação de plásticos.

A aplicação robótica:montagem de bambolê


O projeto da equipe envolveu o uso simples de um robô colaborativo. Como resultado, a equipe realizou a tarefa na oficina sem a necessidade de medidas de segurança extras, como cercas ou sensores de segurança.

A configuração e o processo de fabricação foram razoavelmente simples.

A configuração robótica


A configuração consistia no seguinte:

A equipe integrou esses componentes em uma única célula robótica que ocupava apenas o espaço de uma mesa.

O processo de fabricação


O processo para criar um bambolê envolvia aspectos de manutenção da máquina (para cuidar da dobradeira de rolos) e montagem.

Os passos foram os seguintes:
  1. Pegue e dobre o tubo no rolo dobrador, garantindo uma saliência de 1,5 mm.
  2. Alinhe as extremidades.
  3. Coloque o vidro aquecido, útil para derreter as pontas do tubo plástico.
  4. Pressione as extremidades do tubo, fixando-as.
  5. Aguarde o plástico esfriar antes de removê-lo da máquina.

Programando o Robô com RoboDK


Alexandre Temporel e sua equipe decidiram usar o RoboDK para programar o robô. O software é compatível com robôs UR e útil para tarefas como esta.

Eles primeiro criaram a configuração dentro do software. Com a capacidade do RoboDK de adicionar facilmente modelos 3D, eles também puderam adicionar um modelo da dobradeira de rolos. Isso facilitou o alinhamento correto do robô com a máquina.

Dada a natureza flexível dos tubos de plástico, eles decidiram que fazia sentido não simular os bambolês no software. Isso só aumentaria a complexidade da simulação e seria desnecessário criar um bom programa.

Você pode ver os resultados de seu trabalho neste vídeo:

Como tirar lições disso para sua própria aplicação


Existem muitas maneiras de utilizar a robótica em seu processo que não exigem que você faça tudo e automatize tudo.

Este estudo de caso da ATS2i é um bom exemplo de um aplicativo que é fácil de implantar e alivia uma tarefa repetitiva para a fabricação de pequenos lotes.

Você pode até argumentar que o produto permanece essencialmente feito à mão, pois o robô está fazendo o mesmo trabalho que o humano faria nas mesmas circunstâncias - ou seja, cuidando do dobrador de rolos.

Qual ​​tarefa de lote pequeno você gostaria de automatizar? Conte-nos nos comentários abaixo ou participe da discussão no LinkedIn, Twitter, Facebook, Instagram ou no RoboDK Forum.

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