Fabricator usa cobots para reforçar as operações de soldagem

A Processed Metal Innovators LLC (PMI), Bloomer, Wisconsin, é uma fabricante de metais que produz centenas de diferentes peças metálicas estampadas e soldadas para equipamentos pesados, automóveis, eletrodomésticos e muito mais. Os tamanhos das peças variam de algumas polegadas a 10 pés (3,048 m), e de materiais de bitola fina a 3/4" (19,05 mm) e mais pesados.

O PMI começou com seis funcionários no início dos anos 90. Mudou-se para sua localização atual em 1998 e cresceu para empregar mais de 100 funcionários. A instalação começou com cerca de 60.000 pés2 (5.574 m2) e desde então expandiu para mais de 130.000 pés2 (12.077 m2).

Com poucos soldadores certificados disponíveis e soldadores robóticos tradicionais incapazes de lidar com pequenas tiragens, a PMI recorreu ao recém-lançado BotX Welder da Universal Robots para aumentar a produtividade e a lucratividade.

Erik Larson, vice-presidente de operações do PMI, estava cansado de recusar negócios devido à escassez de mão de obra. “Houve muitos negócios que bateram à nossa porta”, disse ele, “e muitos deles no passado não tivemos lances porque exigia soldagem. Temos apenas cerca de sete soldadores e para alguns desses trabalhos precisávamos de nove ou dez soldadores. No momento, temos cotações suficientes para que precisaríamos contratar mais 30 soldadores.” Com a escassez de mão de obra em Wisconsin antes do novo coronavírus (COVID-19) dificultando a contratação de soldadores certificados e com soldadores robóticos tradicionais inviáveis ​​para produção de alta mistura/baixo volume, Larson precisava de outra opção.

A empresa já havia se voltado para robôs colaborativos da Universal Robots (UR), Odense, Dinamarca e Boston, para cuidar de duas prensas mecânicas no passado.

Os cobots pegam as peças de um transportador, colocam-nas em prensas para estampagem e removem as peças para outro transportador. Os robôs colaborativos nas impressoras pausam automaticamente quando alguém entra na célula de trabalho, provando ser seguros e econômicos e permitindo que os trabalhadores passem para funções de maior valor.

Os cobots foram implementados pela Hirebotics, um integrador de sistemas certificado pela UR que fornece robôs conectados à nuvem que são cobrados por hora pelo tempo que trabalham, eliminando gastos de capital e simplificando os aplicativos. Esse sucesso levou o PMI a encontrar aplicativos para automatizar e continuar crescendo. Quando o PMI ouviu falar sobre o novo soldador BotX da Hirebotics, as peças se encaixaram.

“Selecionamos os robôs BotX pelo fato de serem robôs colaborativos e você não precisar de um grande sistema de guarda ao redor deles. Eles são muito pequenos, fáceis de usar e muito fáceis de programar. É um pacote ganha-ganha – é o futuro para fazer pequenas soldas”, disse Larson.

O soldador BotX foi projetado para fácil implementação e programação e combina ampla experiência em soldagem e dois anos de colaboração de desenvolvimento com Red-D-Arc, Airgas e Air Liquide. Rob Goldiez, cofundador e CEO da Hirebotics, disse:“A Universal Robots é uma ótima opção para esta plataforma ser construída por vários motivos:um é que é uma plataforma extremamente aberta. Ele nos permite controlar o desempenho desse robô a partir da nuvem, e a nova e-Series possui recursos exclusivos em seu sensor de torque de força integrado, dos quais aproveitamos para fornecer uma melhor experiência de usuário para o cliente final.”

Os clientes podem ensinar ao BotX as soldas necessárias por meio do aplicativo Hirebotics em um smartphone ou tablet usando bibliotecas de soldagem desenvolvidas para BotX.

“A equipe da Hirebotics chegou, descarregou o BotX do caminhão alugado e, em duas horas, eles o montaram. Em meia hora, eu estava executando e programando e fazendo tudo sozinho”, disse Shaun Bruce, líder da área de robótica e automação do PMI, enfatizando o aplicativo Hirebotics. “Não sou um soldador certificado, mas posso facilmente carregar um programa, e tenho minhas tabelas mapeadas em imagens, então sei onde colocar minhas ferramentas e meu sistema de gabarito, e estou capaz de trocar entre as peças em questão de 15 minutos”, disse ele.

Um conceito-chave do sistema de robô HireBotics BotX é que não há investimento de capital inicial. A Hirebotics fornece e configura o sistema e tudo o que o cliente precisa fornecer é gás e energia padrão. Após uma avaliação de risco, nenhuma proteção especial é necessária, e a empresa paga uma taxa horária apenas pelo tempo em que o robô está realmente soldando. “Em comparação com o que um funcionário receberia por seu salário por hora, mais todos os custos indiretos, você provavelmente economiza metade do que pagaria a um soldador normal”, disse Larson.

O novo sistema de robô de soldagem já teve impacto na capacidade da empresa de assumir novos empregos, apesar da escassez aguda de soldadores, explicou Larson. “Com o novo sistema BotX, podemos ir lá e cotar trabalhos que não conseguimos cotar antes, porque sabemos que quando aceitarmos o pedido, podemos colocar um robô aqui e estar pronto para soldar as peças antes mesmo de recebermos o primeiro pedido na porta.”

Outro benefício significativo é a capacidade do PMI de obter as soldas BotX certificadas para clientes que precisam disso. “Isso agora significa que não precisamos usar soldadores certificados para supervisionar a operação. Desde que o programa do soldador cobot seja certificado, qualquer operador pode cuidar do soldador cobot. Isso realmente desbloqueia muitos novos recursos para nós”, disse Larson.

Isso é possível porque o robô e o programador são certificados por inspetores de soldagem, aplicando os mesmos testes que um soldador humano passa para certificação, usando amostras de solda e testes destrutivos para certificar a solda.

Disse Larson, “Com o novo sistema BotX, podemos trazer um robô e executá-lo por três turnos e não ter que contratar três soldadores, então se precisássemos de 30 soldadores, poderíamos ter 10 robôs funcionando. Precisamos contratar funcionários para operar os robôs, mas agora eles não precisam ser soldadores habilidosos. Isso realmente libera muitos recursos para nós.”

O PMI também possui robôs de soldagem tradicionais em casa, mas eles exigem acessórios de ferramentas que podem levar até 16 semanas para serem construídos. Especialmente para peças pequenas, o PMI descobriu que os acessórios não eram econômicos. Larson, do PMI, explicou a diferença com o sistema colaborativo BotX.

“As mesas que vem com o robô BotX incluem sistemas de fixação e tudo o que você precisa para poder simplesmente prender sua peça na mesa e tirar algumas fotos dela. Você tem um pequeno diagrama dele e toda vez que você coloca esse programa de volta, você pode configurar sua parte da mesma forma que fez antes, para que não seja necessário um acessório grande ou um acessório caro para fazê-lo. Não há investimento de capital nele, e é apenas plug-and-play.”

Além disso, o tempo de inatividade dos robôs tradicionais pode levar até duas semanas para que um técnico de serviço resolva o problema. Em comparação, o sistema HireBotics BotX inclui uma opção de serviço 24 horas que responde com o toque de um botão no aplicativo Hirebotics. Disse Larson:“Você vai no seu telefone, clica no aplicativo e eles respondem”. Seu colega, Shaun Bruce, acrescentou:“Se eu tiver algum tipo de problema, posso enviar uma mensagem para a Hirebotics neste aplicativo e obter uma resposta instantaneamente. Não são horas de espera, dias de espera; são segundos às vezes e para solucionar problemas em tempo real, o problema é resolvido em minutos.”

Como em qualquer oficina de solda, a margem de lucro nas soldas maiores é significativamente maior do que nas soldas pequenas. “Agora podemos realocar nossos soldadores manuais existentes para lidar com as peças maiores, enquanto ainda podemos fazer as peças pequenas”, disse Larson. “Portanto, não estamos substituindo ninguém em nossa empresa por robôs; estamos apenas movendo as pessoas para onde elas agregam mais valor.”

Larson também descobriu que os robôs atraem trabalhadores mais jovens, que muitas vezes são difíceis de contratar e reter em empregos de fabricação. Ele disse:“Descobrimos que quando colocamos esses robôs e estávamos procurando uma pessoa para ser o líder em robótica e tecnologia, tínhamos muitos funcionários mais jovens interessados ​​em se candidatar a essa posição. Eles gostam de seus telefones e gostam de computadores. É um grande sucesso para a geração mais jovem que gosta de tecnologia e quer poder trabalhar e programar robôs.”

Embora os jovens possam gravitar em torno do uso de robôs colaborativos para soldagem, o uso de um cobot na indústria de fabricação foi convincente, explicou Rob Goldiez, da Hirebotics. “A maioria das pessoas que estão no setor há muito tempo acredita que a soldagem – que é uma tarefa pesada – é mais adequada para robôs tradicionais. Eles não acham que um robô colaborativo está à altura da tarefa. Uma das primeiras coisas que tivemos que fazer foi provar aos nossos parceiros da Airgas e Air Liquide que um robô colaborativo pode soldar de forma eficaz.”

“Isso foi provado retumbantemente bem, e não é apenas o movimento de colocar uma solda”, continuou Goldiez. “Este é o robô colocando uma solda e, em seguida, cortando-a e analisando-a e radiografando-a para garantir que ela atenda aos padrões que eles esperam e desejam apresentar à sua base de clientes.”

Uma vez convencidos, esses parceiros especialistas desempenharam papéis importantes no desenvolvimento e implementação do BotX. “As equipes da Air Liquide, Airgas e Red-D-Arc tinham profundo conhecimento de soldagem que está sendo usado para construir uma biblioteca de soldagem entregue através da nuvem para os robôs”, disse Goldiez. “São bibliotecas de soldagem desenvolvidas em um centro de P&D que a Air Liquide possui com especialistas em soldagem de renome internacional.”

A Hirebotics também é capaz de incorporar rapidamente o feedback do cliente. Enquanto as primeiras versões forneciam soldas básicas, como linhas retas, soldas por pontos e soldas por pontos, o feedback do usuário de clientes iniciais, como o PMI, levou a Hirebotics a desenvolver rapidamente processos mais sofisticados, incluindo soldas multisegmentadas e radiais.

Essa experiência agora produz resultados concretos, incluindo consistência que nem mesmo os soldadores manuais podem atender. Disse Larson, do PMI, “Com o sistema de robô BotX, a qualidade das soldas é ótima porque se você programar uma solda para estar nesse ponto específico, a solda será nesse ponto específico. Se você programá-lo para ser 2" (50,8 mm) nessa costura, não importa quem execute esse programa ou quem configure a peça, será a cada 2" nessa costura. ” Esse não é necessariamente o caso de soldadores humanos, acrescentou Larson. "Você volta para o soldador manual tradicional e eles não têm certeza de quanto é 2" - pode ser 1,25" (31,75 mm), pode ser 1,5" (38,1 mm), pode ser um espaço de 2", ou uma folga de 2,5" (63,5 mm). Portanto, realmente elimina as suposições para garantir que você coloque a solda no local certo."

Para obter mais informações sobre Inovadores de Metais Processados, visite www.pmillc.com ou ligue para 888-877-7277. Para obter mais informações sobre a Universal Robots, visite www.universal-robots.com ou ligue para 844-462-6268.