Robôs móveis aumentam a produtividade e a segurança dos trabalhadores

Uma frota móvel de robôs universais agora recebe ordens de serviço diárias para resolver tarefas em constante mudança para o fabricante de eletrônicos de alta mistura/baixo volume Scott Fetzer Electrical Group (SFEG; Fairview, TN). Fornecidos pela Universal Robots USA Inc. (East Setauket, NY; Odense, Dinamarca), os robôs colaborativos UR otimizaram a produção em 20%, assumindo tarefas monótonas e potencialmente perigosas de funcionários agora realocados para trabalhos mais gratificantes.

A SFEG foi formada em 2010 para reunir as capacidades de três negócios da Scott Fetzer Company:France Power Solutions, Northland Motor Technology e Kingston Products. Localizada nos arredores de Nashville, a empresa projeta e fabrica produtos de energia elétrica, incluindo transformadores, fontes de alimentação, controles de movimento e sistemas de acionamento.
Quando o primeiro robô UR5 chegou ao SFEG, foi rapidamente nomeado “Waldo” inspirado nos populares livros Where’s Waldo, apresentando um companheiro amigável que continua aparecendo em novos lugares entre multidões de pessoas.
“Um dia, Waldo dobrava chapas de metal, no dia seguinte ele fazia tarefas de pegar e colocar e no terceiro dia nós o levávamos para o Manufacturing Day na escola secundária local”, disse Matthew Bush, diretor de operações da SFEG, fabricante de uma ampla gama de motores e componentes elétricos.

Os robôs UR são um novo tipo de robô classificado como colaborativo devido ao seu design interativo. Robôs colaborativos são fáceis de configurar para uma nova tarefa e possuem sistemas de segurança integrados que permitem que o braço do robô pare de operar automaticamente se encontrar objetos ou pessoas em sua rota.

Bush encontrou essa nova solução de automação enquanto procurava maneiras de tornar o SFEG mais competitivo em escala global, ao mesmo tempo em que tirava mais proveito do maquinário existente. “Um dos nossos maiores desafios como produtor de alto mix/baixo volume é que a maioria de nossas linhas não funciona o tempo todo. Tentar encontrar uma maneira de colocar robôs na linha no sentido tradicional foi um desafio muito grande”, disse Bush.

“Queríamos construir uma força robótica móvel e flexível, e a única maneira de conseguirmos isso seria com um robô colaborativo. Vimos apenas algumas ofertas e o robô UR foi o único robô que achamos que poderia fazer o trabalho. Ele tem a velocidade e a precisão de um robô industrial padrão com a capacidade de se movimentar e trabalhar ao lado de humanos”, disse Bush.

A SFEG colocou os robôs UR em pedestais com rodas e agora está construindo a frota de robôs móveis UR implantados em todo o departamento de chapas metálicas. Os robôs estão sendo integrados em todo o ciclo de produção, desde o corte da peça inicial na prensa de estampagem até a formação, dobra e montagem final dos componentes elétricos. Robôs adicionais estão planejados para ajudar a cuidar das prensas de torre e dobradeiras.

O gerente geral Rob Goldiez disse:“Estamos vendo um aumento de cerca de 20% ao estabelecer o ritmo com a Universal Robots trabalhando lado a lado com nosso pessoal”. Os robôs UR que trabalham na linha de campo do motor são um robô UR5 e um robô UR10 com o nome de sua carga útil em quilos. Todos os robôs apresentam repetibilidade de 0,1 mm e alcance de 19,7 a 51,2″ (500–1300 mm).

O UR5 é colocado no final da linha ao lado de um funcionário que entrega ao robô uma peça de campo do motor. O UR5 pega a peça, coloca em um suporte, pega um cortador de fio para cortar os fios e, em seguida, coloca a peça para o robô UR10 pegar e colocar em um transportador para montagem final.

“Podemos interligar vários robôs e ler através do Modbus as conexões TCP e o status do robô. Também podemos passar informações para outros pacotes de software e coletar dados. Isso abre muitas portas para fazer muitas coisas que estamos começando a olhar”, disse o engenheiro-chefe Jamie Cook.

Um robô UR vem com um pingente de tela sensível ao toque através do qual toda a programação é feita. O direcionamento do braço do robô pode ser feito por meio das teclas de seta na tela ou simplesmente agarrando o braço do robô e “ensinando” os movimentos desejados entre os waypoints. Isso eliminou a programação de texto estruturado que Cook geralmente precisava codificar ao trabalhar com robôs tradicionais.

“Foi muito fácil de aprender e foi muito mais suave do que eu esperava. Eu diria que levou de um terço a metade do tempo de implementação com base em experiências anteriores que tive”, disse Cook.

Como o SFEG procurava tarefas para automatizar, eliminar tarefas monótonas e potencialmente perigosas era a prioridade número um. Outra tarefa agora realizada pela frota de robôs móveis UR é o preenchimento de epóxi nas placas de circuito.

No passado, os funcionários formavam um grande lote de placas de circuito e ficavam lá e as enchiam manualmente com epóxi de duas partes e as enviavam para a linha de cura. Hoje, o robô faz isso durante todo o dia, permitindo-nos ir para um fluxo de peça única. Os riscos de segurança agora são evitados na linha de campo do motor, tendo um robô UR lidando com o corte do fio.

“É uma potencial aplicação da síndrome do túnel do carpo cortando cerca de 16.000 fios por dia à mão. Então pensamos que era um ótimo lugar para colocar robôs – deixe-os entrar no túnel do carpo!”

“Estamos vendo cerca de 1 para 1 movimento de pessoas de onde colocamos um robô que nos permite mover uma pessoa para outra área do negócio. Temos 14 robôs da Universal Robots no momento e, como todos eles implementados, esperamos poder reposicionar 14 funcionários”, disse Goldiez.

Uma das próximas tarefas do robô atualmente em desenvolvimento no SFEG é colocar clipes c nas armaduras. No forno de verniz, dois UR10s estarão carregando e descarregando cestos com motores. Um UR10 já está implantado no final do transportador de verniz, funcionando como uma simples estação de transferência, movimentando cestas entre as linhas.

“Estamos analisando tudo o que estamos projetando agora para garantir que possamos montá-lo com um robô. Se não podemos juntar isso com um robô, temos que voltar à prancheta e tentar novamente.”

Para obter mais informações da Universal Robots USA Inc., acesse www.universal-robots.com ou telefone 631-610-9664.

Este artigo foi publicado pela primeira vez na edição de março de 2016 da Engenharia de Manufatura revista. Leia “Robôs móveis aumentam a produtividade e a segurança do trabalhador” em PDF.