Frota Cobot aborda a escassez de mão de obra

Aldo Albieri, gerente de operações da Thyssenkrupp Bilstein, não hesita em chamar isso de “revolução” quando descreve a rápida implantação dos braços robóticos colaborativos da Universal Robots em toda a fábrica da empresa em Hamilton, Ohio, que fabrica soluções de suspensão de alta tecnologia para a indústria automotiva. “Senti que estávamos no momento certo, com a oportunidade certa de fazer parte disso. Começamos a ver robôs colaborativos sendo usados ​​de uma maneira completamente diferente do que tradicionalmente vemos robôs de seis eixos em execução”, diz ele, descrevendo visitas a pequenas oficinas de máquinas familiares onde fabricantes com pouca ou nenhuma experiência em robótica automatizavam até mesmo tarefas complexas com cobots . “Eles não usavam gaiolas de segurança e os cobots eram colocados sobre rodas e movidos entre as tarefas. Foi quando as coisas realmente se encaixaram”, diz Albieri, que desde essa descoberta supervisionou a implementação de um novo cobot na unidade de Bilstein em Hamilton a cada dois meses por quase dois anos.

“Aconteceu em um ritmo incrivelmente rápido, com a evolução rápida da tentativa e erro no início, usando fornecedores para fazer a integração da máquina”, diz Albieri. Ele logo percebeu que a terceirização das implantações de cobots era o caminho a seguir. Sua equipe da Indústria 4.0 que gerenciava os aplicativos cobot investigou outras opções, mas ele diz:“Decidimos fazer parceria com um tipo de cobot – e foi quando escolhemos nosso primeiro cobot com a Universal Robots. Percebemos que a UR tinha a solução mais avançada para um pick-and-place mais preciso. O cobot é fácil de manter e programar, e apresenta a melhor relação de velocidade e repetição.”

Alinhamento Presidencial

O grupo Industry 4.0 interno da Bilstein já implantou nove cobots UR10, o maior dos modelos UR, com alcance de 51 polegadas e carga útil de 22 libras. Um décimo UR10 é usado como modelo de teste para aplicações futuras. “Estamos planejando implementar cerca de 40 aplicativos de cobot em nossa organização”, diz Albieri, explicando como a empresa surgiu com o conceito de nomenclatura para os novos colegas de cobot. “Precisávamos de um sistema que pudesse ser aplicado sequencialmente a 45 a 50 cobots e decidimos nos divertir com isso, nomeando-os em homenagem aos presidentes dos EUA”. A frota de cobots agora se estende de George Washington a John Tyler.

Eliminação de riscos ergonômicos

Uma das aplicações mais atraentes na fábrica de Hamilton apresenta os cobots James Monroe e John Quincy Adams trabalhando em conjunto na montagem dos amortecedores Active Damping System (ADS) da Thyssenkrupp. O ciclo de várias etapas começa com Monroe pegando um tubo interno que alimenta uma máquina de perfuração e depois coloca em um dispositivo de transferência, onde Adams o pega e o carrega em uma “estação de casamento”, onde pega um tubo externo, os casa e os coloca na calha de saída. Enquanto tentavam programar os cobots para funcionarem em sequência com as máquinas, os engenheiros fizeram uma nova descoberta para facilitar a implantação:eles perceberam que poderiam simplesmente ensinar os cobots a apertar os botões de partida nas máquinas em vez de conectar os cobots ao controle. sistema.

O cobot John Adams escolhe e coloca uma peça seguida por uma inspeção de medição. “Antes, verificávamos duas partes a cada uma ou duas horas para ter certeza de que ainda estávamos onde pensávamos estar; mas agora temos 100% de inspeção”, diz Doug McIe, engenheiro de fabricação da Thyssenkrupp Bilstein.

100% de inspeção

Outra tarefa agora automatizada é a inspeção de qualidade, onde quatro cobots fazem inspeção de medição e verificam a crimpagem pós-preenchimento e a montagem final das peças. “Quando fazíamos a inspeção do medidor antes, verificávamos duas peças a cada uma ou duas horas para garantir que ainda estávamos onde pensávamos, mas agora temos 100% de inspeção”, diz Doug McIe, engenheiro de fabricação da Thyssenkrupp Bilstein. O cobot implantado na montagem final é equipado com uma câmera Cognex e se move rapidamente entre os pontos de inspeção para garantir que todos os componentes estejam na posição correta e que a etiqueta seja aplicada corretamente e legível. “Cada peça que chega é verificada e, se falhar, o robô realmente a rejeita no processo”, explica McIe.

Nova avenida de crescimento e ROI

Desde que a Bilstein começou a trazer a automação de cobot internamente, o retorno sobre o investimento (ROI) para os cobots da UR melhorou. “Temos projetos com ROIs mais longos e mais curtos”, diz Albieri. “Mas nossa zona de conforto é um

período de retorno de cerca de 10 a 14 meses para justificar o investimento. Os cobots são definitivamente um retorno de investimento mais rápido do que os robôs tradicionais.” Ele agora também está testando dois robôs móveis autônomos da Mobile Industrial Robots (MiR) para fornecer material às linhas, realizando os manuseios sem valor agregado entre diferentes locais.

Os cobots Thomas Jefferson (à esquerda) e Andrew Jackson trabalham em conjunto na transição de tubos de aço recém-formados da operação de soldagem para o processo de puncionamento.

Liberar mão de obra para outras tarefas desempenha um papel significativo na entrega do ROI rápido. “Os cobots da UR nos deram a oportunidade de crescer, expandir, criar mais empregos e transferir nossos recursos mais valiosos – nossos recursos humanos – para novos projetos, onde o know-how era mais necessário”, diz Albieri, enfatizando que o crescimento da negócio no mercado de trabalho de hoje sem cobots seria difícil. “Se confiássemos apenas na contratação de novas pessoas, nunca conseguiríamos expandir três vezes o tamanho que tínhamos originalmente. Os cobots abriram um novo caminho de crescimento para nós, enquanto conseguimos reter a força de trabalho existente. Nenhum trabalhador perderá seu emprego para um robô.”

Envolva os Operadores

Embora a Bilstein ainda implemente a automação tradicional para ciclos acelerados em espaços fechados, a empresa se concentra em fazer com que os cobots assumam tarefas onde os trabalhadores definem oportunidades. Jordan Osterholt, engenheiro de processo do grupo Industry 4.0 da empresa, explica que envolver os operadores na identificação de trabalhos maduros de automação é fundamental. “Os operadores estão na vanguarda de toda a construção que acontece nesta empresa”, diz ele. "Perguntar a eles 'onde podemos ajudá-lo a melhorar o processo?' tem sido muito útil para nós quando desenvolvemos novos aplicativos."

Localizado na seção Aftermarket da fábrica de Hamilton da Bilstein, o oitavo UR 10, Martin Van Buren, faz a crimpagem pós-preenchimento, pegando de um carrinho, carregando-o na máquina e terminando o ciclo segurando a parte crimpada para inspeção da câmera para garantir a crimpagem adequada

Segundo Albieri, a implementação de cobots não é apenas uma aventura tecnológica. “Trata-se realmente de implementar uma nova organização com transparência e comunicação aberta”, diz ele. “Você não quer que os funcionários cheguem ao trabalho um dia e percebam que têm um robô trabalhando ao lado deles.” Ele garantiu que os primeiros cobots da UR fossem levados à frente da equipe de chão de fábrica antes da implantação. “Explicamos que esses cobots estavam aqui para expandir nossos negócios e ajudar a eliminar problemas ergonômicos repetitivos e condições de trabalho que não são as mais favoráveis ​​às pessoas. E essa tem sido a realidade absoluta”, explica, detalhando o impacto da natureza colaborativa dos cobots. “Não há uma barreira tão grande entre as pessoas e a tecnologia agora. Os cobots compartilham o espaço de trabalho com nossos funcionários, que podem simplesmente pegar o pingente de instrução intuitivo e operar os cobots, pois a interface se parece mais com um iPad do que com um controlador de robô.”

Os cobots foram recebidos pela Operadora Quenna Quarles, que costumava lidar com as tarefas agora automatizadas. “Eu tive muitas dores no passado, constantemente tendo que socar fisicamente isso, mover isso”, diz ela. “Agora podemos fluir muito melhor em termos de produção, e meu trabalho é mais fácil, pois apenas carrego os tubos e deixo os cobots cuidarem do resto.”

Copiar/colar aplicativos

A equipe de engenharia que desenvolveu os aplicativos cobot não tinha nenhuma experiência anterior em robótica. “Começamos fazendo tarefas simples de pegar e colocar para dar o pontapé inicial”, diz McIe. “A seguir foi descobrir a interface com as máquinas. Foi um pouco mais difícil, mas assim que terminamos, ele se espalhou muito rapidamente e começamos a ver aplicativos em toda a fábrica que quase podíamos copiar e colar.”

O Sr. Osterholt explica como passar pelos módulos de treinamento gratuitos da UR Academy no site da UR foi fundamental na fase de desenvolvimento. “Eu faria o tour de como programar o robô e caminharia direto para o nosso robô de teste e aplicaria o que aprendi”, diz ele.

Teste de novos aplicativos

O robô de demonstração está sobre rodas para que possa ser simplesmente enrolado no lado da máquina para testar uma tarefa. “Podemos conectar o cobot a uma tomada normal de 110 V e começar a testar imediatamente”, explica o Sr. McIe. “Com um robô industrial tradicional, teríamos que primeiro fazer furos e aparafusá-lo no chão. Isso nos poupa muito tempo.” Além de implantar um robô de teste para desenvolver novos aplicativos, a Bilstein também usa o software RoboDK, certificado pela plataforma UR+ para ser plug-and-play com cobots UR. “As simulações de software realmente nos ajudam a descobrir se nosso tempo de ciclo será preciso o suficiente para que valha a pena prototipar o ferramental e colocá-lo lá fora. Podemos colocar o esforço na tela do computador e, quando o entregamos, está quase pronto para ser usado.”

A equipe da Indústria 4.0 agora está trabalhando na inversão de dois cobots UR10 em um extensor de alcance de 7º eixo certificado UR+ da Vention e planeja continuar o lançamento em ritmo acelerado, introduzindo um novo cobot no chão de fábrica a cada dois meses. “Há tantas oportunidades por aí”, diz Albieri. "O céu é o limite."

Universal Robots EUA Inc. | 631-610-9664 | universal-robots. com

Thyssenkrupp Bilstein of America Inc. | 513-881-7600 | bilstein. com

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LINK ::short.gardnerweb.com/urcobot

Sobre o autor

Joe Campbell

Joe Campbell é gerente sênior de desenvolvimento de aplicativos da Universal Robots. A empresa fornece soluções de automação flexíveis que são usadas em todo o mundo por fabricantes de todos os tamanhos para atender às necessidades de mão de obra, aumentar a produtividade e se tornar mais competitivo.