UR ajuda a ferramenta a medir a produção dupla de componentes

Escolhendo adicionar mais tecnologias em vez de mais corpos

A Tool Gauge, com sede em Tacoma, Washington, fabrica componentes e conjuntos de metal e plástico de precisão para a indústria aeroespacial. Produzir esses produtos de trabalho intensivo em um mercado de contratação apertado apresenta desafios significativos. Com contratos de clientes de longo prazo que não podem ser renegociados, a Tool Gauge recorreu à automação para ajudar a mitigar e conter os custos trabalhistas. Dois robôs colaborativos da Universal Robots atingiram esse objetivo, ao mesmo tempo em que diminuíram a sucata e melhoraram a qualidade do produto.

E, ao mesmo tempo em que reduz a necessidade de trabalhadores adicionais para trabalhos repetitivos e indesejáveis, a Tool Gauge também encontrou novas oportunidades para os funcionários agregarem valor, melhorarem a segurança e obterem satisfação no trabalho.

Jim Lee, gerente geral da Tool Gauge, enfrenta a dura realidade de fazer negócios em um mercado global.

Embora a empresa esteja próxima de muitos de seus clientes no noroeste do Pacífico, esses clientes podem fazer negócios em qualquer lugar do mundo, inclusive em mercados de trabalho de custo muito mais baixo.

“Ficou claro para nós que a maneira de competir não é adicionando mais corpos, mas adicionando mais tecnologia e, em seguida, agregando mais valor usando essa tecnologia”, disse ele.

Os contratos de preço fixo da empresa podem se estender por cinco a sete anos, sem possibilidade de renegociação mesmo que os custos trabalhistas aumentem. A Tool Gauge precisava aumentar a eficiência – e descobriu que os cobots da Universal Robots (UR) eram a solução perfeita.

Lee descreveu as três principais vantagens dos robôs colaborativos da UR. “Escolhemos a Universal Robots porque eles são cobots:sempre tivemos um pouco de medo de usar a automação porque há um grande investimento de capital, mas esse não é o caso da Universal Robots. Segundo, estávamos preocupados em isolar partes de nossa fabricação para colocar células de automação, o que não temos a ver com a UR. E terceiro, podemos configurar os cobots UR para fazer centenas de coisas diferentes; eles são altamente configuráveis ​​e fáceis de movimentar. Então, para nós, era realmente a única solução.”

Cobot implementado gera retorno imediato

A Tool Gauge instalou dois cobots UR para atender a aplicações repetitivas e de alta mão de obra em seus departamentos de peças metálicas e plásticas.

Do lado do metal, uma peça usinada de cobre facilmente danificada estava sendo produzida por um maquinista de CNC experiente simplesmente para retirar as peças da calha do CNC, limpar, enxaguar, secar e encaixotá-las. Agora, as peças passam por um sensor de proximidade que envia um sinal para um cobot UR3 para pegá-las. O cobot coloca as peças em um banho de enxágue e as segura na frente de uma secadora, onde depois são colocadas em células de papelão individuais.

A Tool Gauge foi capaz de usar o assistente de paletização integrado ao UR cobot para programar facilmente o robô para soltar cada peça em uma célula aberta na caixa em um padrão de grade.

“Quando colocamos o Universal Robot no lugar, isso representou uma economia de US$ 9.000 com a redução do envolvimento de mão de obra no primeiro pedido, e esperamos executá-lo várias vezes no futuro”, disse Lee, que não está mais desperdiçando seus talentos de maquinista. mas pode fazer com que ele se concentre em projetos de maior valor, como configurar e programar as máquinas CNC.

Produção de Cobot Duplas

No departamento de moldagem por injeção, um robô UR5 é usado para uma intrincada montagem de extrusão de plástico, pegando tampas de um painel de plástico, movendo-as através de um dispensador de cola.

Após a correta aplicação da cola na tampa, o UR5 coloca a peça em um atuador sobre uma mesa onde a peça é fixada. Um operador então assume, inspeciona a colagem e remove a peça. Essa tarefa costumava exigir quatro operadores para produzir cerca de duzentas unidades por dia. Agora, a aplicação automatizada requer um operador trabalhando com o cobot UR5 para produzir quatrocentas unidades por dia.

A operação de colagem também teve uma taxa de rejeição bastante alta. O engenheiro de fabricação da Tool Gauge, Steven Ouzts, explicou:“Sempre que você trabalha com cola, há tantas variáveis ​​que podem afetar negativamente os resultados do seu produto, por isso queríamos mudar da colagem aplicada por humanos para a colagem aplicada por robô para tirar vantagem da repetibilidade que um robô oferece. Nossas taxas de sucata foram reduzidas de 15% para apenas 3%.”

Lee acrescentou:“O que eu pensei que seria uma das operações de montagem mais difíceis – usar um robô para aplicar cola em uma superfície muito complexa – funciona muito, muito bem.”

Além da economia de mão de obra, Lee também enfatiza a qualidade e a consistência da ligação robótica e o fato de que dá aos operadores tempo para inspecionar a ligação em vez de apenas produzir a peça o mais rápido possível.

Não só era difícil para um operador humano dispensar cola exatamente da mesma maneira todas as vezes, como também era uma preocupação em potencial.

Disse Ouzts:“A área em que a cola precisa ser aplicada é incrivelmente estreita, então, com o tempo, os operadores começaram a sentir fadiga em suas mãos”.

Esta fadiga é agora uma coisa do passado.

“É muito bom ter o Robô Universal naquela cela por causa de quão seguro é. Você não precisa se preocupar com lesões resultantes desse cobot”, disse ele.

Lesões por movimento repetitivo para baixo

A CEO da Tool Gauge, Debbie Lee, disse que a empresa obteve economias adicionais por meio de uma diminuição nas lesões por movimentos repetitivos.

“Vimos uma redução nas reivindicações trabalhistas e industriais em nosso chão de produção, à medida que a robótica assume essas tarefas monótonas”, disse ela, acrescentando que os robôs permitiram que a Tool Gauge atraísse trabalhadores mais jovens, proporcionando uma vantagem de contratação para recém-formados. que desejam trabalhar com tecnologias interessantes e interessantes. “Trabalhar com os cobots é algo que eles gostam, é mais um hobby habilidoso, em vez de apenas entrar e operar uma máquina.”

Chave de programação fácil para alguns trabalhadores

Antes da Universal Robots, o engenheiro de fabricação Ouzts tinha experiência robótica mínima – apenas algum tempo na faculdade usando um robô SCARA tradicional e não intuitivo.

Portanto, a experiência fácil de programação UR foi um grande benefício, disse ele. “Ao mudar para a Universal Robots, a natureza intuitiva da interface gráfica do usuário é o que realmente me atraiu. Eu realmente aprecio como todos os termos do software estão em termos leigos. Posso entendê-los muito mais facilmente e saber exatamente como o código é executado do início ao fim, e recebo um feedback positivo muito bom graficamente sobre o que minhas ações farão com que o robô faça.”

Outro benefício dos Robôs Universais é a facilidade de conectar os sinais de entrada digital e analógico a uma caixa de controle.

Ouzts descobriu que usar o sensor de proximidade era tão fácil quanto conectar os fios em uma das entradas digitais de 12 volts, selecioná-lo na tela de E/S do UR3 e aguardar um sinal do sensor para informar o cobot quando é hora de pegar uma peça.

Funcionários são bem-vindos, colegas Cobot

Uma das primeiras razões pelas quais a Tool Gauge olhou para a automação foi para resolver sérias carências de mão de obra. A empresa estava analisando a necessidade de contratar até cem novos funcionários que simplesmente não estavam disponíveis no apertado mercado de trabalho do Noroeste do Pacífico.

Com os cobots UR, a empresa consegue reduzir esse número pela metade, ao mesmo tempo em que consegue contratar trabalhadores para os trabalhos que desejam.

“Descobrimos que as pessoas que estavam fazendo os trabalhos que o robô faria estavam realmente felizes por não precisar mais fazer esses trabalhos”, disse Lee. “Acho que encomendaremos muito mais porque as pessoas gostam de trabalhar ao lado dos robôs. Eles são silenciosos e muito previsíveis em termos do que produzem e do número de coisas que podem fazer. Se você perguntar a todos os nossos funcionários se eles teriam alguma preocupação em trabalhar ao lado de um Robô Universal, seria enfaticamente:'Absolutamente nenhum'. ”

ROI mais rápido do que o previsto

Na indústria aeroespacial, onde os projetos de produtos podem permanecer inalterados por 20 ou 30 anos, as expectativas de retorno sobre o investimento de capital são maiores do que muitas outras indústrias. Lee inicialmente pensou que um retorno de três ou quatro anos sobre o investimento no robô seria bom. Ele ficou agradavelmente surpreso com a Universal Robots, vendo 50% de ROI no UR5 no primeiro trimestre de produção, e semelhante para o UR3, e com retorno esperado para ambos os robôs em menos de um ano. “Estamos muito empolgados com isso”, disse ele.

A capacidade dos cobots de serem facilmente movidos e reprogramados para processos adicionais, com mudanças fáceis de ferramentas de ponta de braço, permite que o Tool Gauge analise uma ampla gama de tarefas em que as vantagens dos cobots podem melhorar os processos e a saída.

Por exemplo, robôs tradicionais em máquinas de moldagem por injeção podem ser substituídos por robôs colaborativos, e cobots podem cuidar de prensas e outras tarefas de usinagem, bem como a montagem final.

Por mais fácil que seja mover os cobots para novas aplicações, o engenheiro Ouzts está ansioso para trazer mais robôs universais para realizar trabalhos adicionais de alto volume, incluindo um para rebitagem e montagem.

“Uma peça em particular requer a instalação de 20 rebites e, como é um volume tão alto, vimos imediatamente um pedido de robô ali mesmo”, disse ele. “Podemos ter uma pistola de rebites semiautomática presa à extremidade do braço que pode fazer toda a rebitagem para nós. Planejamos fazer isso na prensa de moldes de injeção, para que essa peça nunca precise sair dessa área para operações secundárias.”