Robótica CNC:5 dicas importantes para aumentar a produtividade e a segurança em sua oficina

Em algum momento, todos nós precisamos de ajuda com o trabalho pesado .

Para oficinas mecânicas CNC, isso pode significar robôs para levantar, posicionar e embalar peças fundidas de metal, algumas pesando centenas de quilos. Também significa menos estresse físico e mental para os funcionários, o bem mais valioso de qualquer oficina mecânica.

Trabalhar ao lado de um robô pode melhorar a produtividade do operador ao realizar trabalhos repetitivos e fisicamente exigentes. A robótica CNC aumenta a velocidade, aumenta a eficiência e impulsiona a repetibilidade, o que leva a uma melhor qualidade.

Os robôs de fabricação CNC podem realizar muitas tarefas, reduzindo o estresse físico dos trabalhadores da oficina.

Dica nº 1:explore as funções executadas por robôs

Usando a robótica, muitos processos de fabricação podem ser atualizados para automatizar trabalhos de alto volume. O que os robôs de usinagem podem fazer? Bem, com o design certo e a programação adequada, eles são incrivelmente versáteis . A robótica industrial em um ambiente de oficina mecânica CNC normalmente assume tarefas simples, mas importantes.

9 Tarefas. 1 robô.

Aqui está um exemplo de nove tarefas, todas executadas nesta ordem (e sempre iguais) por um único robô:

1. Localize e oriente uma peça fundida em um dunnage usando um sistema de visão
2. Pegue e pegue
3. Sopre o dispositivo para remover quaisquer cavacos antes de carregar
4. Coloque-o em uma máquina CNC para corte
5. Após a usinagem, sopre a peça e drene o líquido refrigerante de volta para a máquina
6. Descarregar a peça usinada
7. Rebarbe a peça (remova arestas vivas e rebarbas deixadas pela usinagem)
8. Lave a peça carregando e descarregando em uma lavadora
9. Coloque a peça em uma esteira de saída

Embora sejam nove etapas individuais, é um exemplo muito simples. Um robô também pode aplicar uma matriz de dados em uma parte para rastreamento; posso amostrar peças para auditorias de qualidade; e, se houver várias peças, o robô as monitora sem misturá-los.

Vamos explorar as diferentes funções de um robô:

• Recolhendo peças — As peças podem ser retiradas de suportes, transportadores, suportes e acessórios. Quando as peças não são colocadas repetidamente, como em um suporte ou em um transportador, sistemas de visão são usados para localizar e orientar as peças antes de serem agarradas e levantadas.
• Inverter/manipular/mover peças — Um robô pode virar uma peça ou colocá-la em um suporte e segurá-la novamente pela parte traseira com outra alça/ferramenta
• Carregamento e descarregamento — Robôs carregam e descarregam peças em vários lugares:acessórios dentro de uma máquina CNC, suportes de fila, lavadoras, testadores de pressão, transportadores, contêineres de produtos acabados, suportes de operadores, máquinas de medição por coordenadas (CMMs), etc.
• Deixando escapar — Alguns robôs sopram lascas de metal e refrigerante de uma peça e acessório; os cavacos são removidos e reciclados, o líquido refrigerante retorna ao tanque para reutilização
• Rebarbação — Os robôs podem remover arestas vivas que permanecem após a usinagem
• Desviar peças — Se duas peças semelhantes estão sendo feitas, o robô as mantém separadas e também amostra a enésima peça para uma verificação de qualidade; peças defeituosas (de um teste de pressão com falha, por exemplo) podem ser segregadas automaticamente para serem removidas para análise e quarentena
• Peças de rastreamento — Os robôs seguram uma peça em um marcador direto de peça (DPM) para receber uma marca de matriz de dados e a seguram em um leitor para verificar a marca e rastrear a peça.
• Embalagem — Robôs embalam peças e manipulam materiais de embalagem. Usando ventosas de ar, os robôs pegam e colocam almofadas de plástico entre as camadas verticais das peças. Para peças maiores (tampas de motor, por exemplo), uma divisória de compensado é colocada usando uma aderência de espuma de ar mais forte
• Enfileiramento — Robôs enfileiram peças de entrada, em processo e finalizadas, mantendo as máquinas funcionando e eliminando a necessidade dos trabalhadores embalarem uma peça por vez

Dica nº 2:conheça a programação do robô

Como os robôs sabem como e quando executar todas essas funções? Os robôs aprendem movimentos e comportamentos como uma sequência de pontos e funções; eles estão programados. Por exemplo, um operador CNC movimenta o braço de um robô durante uma operação, ensinando os pontos, e então o robô repete isso indefinidamente . As operações podem atualizar robôs para ajustar a mudanças e problemas sem depender da engenharia.

A parte mais desafiadora é configurar um ambiente inteiramente novo célula de fabricação robótica, que envolve conhecimento lógico, muitas funções e subfunções, entrada e saída, rastreamento e manipulação de peças... e muita experiência em engenharia e programador especializado.

Todo esse trabalho faz com que o custo inicial de implementação O uso da robótica de usinagem é bastante elevado:o próprio robô, o design inicial, a escolha das garras certas, a programação do robô, a determinação de como o robô se encaixará nos processos estabelecidos, etc.

A programação de robótica CNC requer conhecimento lógico e experiência em engenharia especializada.

Dica nº 3:analise sua situação específica antes de adicionar um robô

Observe suas metas para se manter competitivo . Para alcançá-los, é necessário reduzir custos de produção e/ou aumentar a produtividade? Pense em como adicionar um robô — em vez de adicionar vários funcionários — pode fazer com que isso aconteça.

A seguir, pense no futuro . Suas próximas projeções incluem muitos projetos repetíveis e fisicamente exigentes (trabalho pesado, como carregamento e movimentação de peças fundidas)?

Seja paciente e planeje adequadamente . O prazo de entrega para a entrega de um robô pode ser de 8 meses ou mais. Isso não é significativamente mais do que uma máquina CNC, mas ainda pode atrapalhar seus planos.

Uma oficina mecânica CNC com experiência em engenharia na equipe é mais adequado para trabalhar com um distribuidor de robótica e introduzir a robótica na loja. Ter tarefas bem definidas — a oficina lida com desafios de engenharia; o fornecedor de robótica lida com questões diretamente relacionadas ao robô – mantém a produção em andamento.

Por último, que outras novas tecnologias pode melhorar os processos de produção de usinagem CNC? A inteligência artificial (usinagem AI CNC) pode trabalhar de mãos dadas com a robótica CNC para obter mais ganhos de produtividade?

Saiba mais sobre a importância das peças usinadas com precisão em nosso recurso:Guia da Indústria de Usinagem CNC.

Dica nº 4:entenda a diferença entre máquinas CNC e robôs

Vamos comparar brevemente os centros de usinagem CNC com os robôs de fabricação CNC.

As máquinas CNC são máquinas de corte padronizadas e altamente automatizadas, projetadas para usinagem precisa:fresamento, furação, mandrilamento, alargamento, rosqueamento, etc., usando fusos. que giram até 15.000 RPMs. Um robô não tem fuso e não consegue atingir precisão exata, mas definitivamente executa ações repetíveis de forma eficiente e confiável, normalmente usando garras, ferramentas de rebarbação, visão e ar.

Os robôs usam braços de 6 eixos e são ótimos para mover uma peça do ponto A ao ponto B, enquanto uma peça de máquina CNC e a geometria da ferramenta de trabalho usam 3, 4, 5 ou até 6 eixos.

Ter um robô em uma célula de trabalho proporciona flexibilidade ao operador . O robô pode trabalhar a partir de uma fila de peças, mantendo o equipamento funcionando durante vários ciclos da máquina. Quando bem feitos, os robôs simplificam o trabalho do operador CNC, o que significa que os operadores passam pela curva de aprendizado mais rapidamente. No final, isso melhora a flexibilidade de agendamento da equipe de produção.

Falando em mão de obra, nem os robôs CNC nem as máquinas CNC são bons por si só; eles exigem operadores e programadores qualificados. E, mesmo com o influxo da IA, eles não conseguem pensar criativamente ou resolver problemas , e não acrescentam nada à cultura de uma oficina mecânica CNC. Portanto, embora a robótica CNC seja consistentemente produtiva e não exija licença médica, ela não pode fazer tudo.

Dica nº 5:escolha uma oficina mecânica CNC que use robôs

Nem todas as oficinas CNC usam robôs. Lojas menores e aquelas especializadas em peças altamente personalizadas e de baixo volume normalmente não usam robôs. Oficinas CNC que usam robôs podem cotar projetos de forma competitiva de alto volume em um contrato de longo prazo. Outra vantagem é como os robôs ajudam a eliminar o esgotamento da equipe , tanto física quanto mentalmente. Você prefere usar uma talha para levantar lentamente uma peça de 90 libras ou usar um robô para movê-la com rapidez e segurança?

Sem dúvida, uma oficina mecânica CNC deve priorizar a execução de usinagem precisa; esse deve ser o foco. Só então os robôs deverão ser considerados para tornar a produção mais rápida, menos dispendiosa e mais consistente.

Em geral, as pessoas estão se tornando mais amigáveis aos robôs ao longo do tempo. Com treinamento e educação, muitos operadores CNC também se tornaram especialistas em robôs de fabricação CNC. Alguns tornaram-se engenheiros e supervisores, ajudando a manter, treinar e melhorar sistemas robóticos.


Os robôs realizam muitas ações repetíveis em uma oficina mecânica, mas não conseguem replicar a precisão de uma máquina CNC.

Considerações Finais sobre Custos, Implementação e Stecker

Robôs de fabricação CNC não são caros, mas integração isto é, com o processo inicial muitas vezes sendo longo e caro. Mesmo pequenas mudanças em uma linha significam redesenhar e reaproveitamento células de trabalho do robô.

Por exemplo, um projeto na Stecker foi assim:

• 4 Centros de Usinagem CNC =75% dos custos terceirizados
• 2 robôs =10% dos custos terceirizados
• Automação (equipamentos, programação) =15% dos custos terceirizados

Os robôs eram, na verdade, os menos caros aspecto desse projeto.

Por mais benéficas que sejam, a robótica CNC é inflexível , com a configuração do novo sistema levando de 3 a 6 meses, além da tecnologia não ser facilmente reaproveitada. Quando uma linha estiver pronta, você deseja aproveitar ao máximo. Por exemplo, na Stecker estamos trabalhando para melhorar a forma como os robôs funcionam “luzes apagadas ”, sem operador por até oito horas seguidas.

Como nosso objetivo é fabricar peças de alta qualidade o mais rápido possível, muitas vezes precisamos repensar nossos projetos para que sejam ao mesmo tempo rápidos e robustos . Nosso processo geral é colocar as máquinas CNC em funcionamento, fabricar peças, testar a usinagem e então automatizar .

Oficinas CNC de última geração usam a robótica CNC ao máximo, mas como saber quando uma parceria é certa? Revise nosso guia (e nove cenários) para ver quando é melhor trabalhar com um especialista em CNC. Clique abaixo para obter sua cópia.

Sobre o autor

Matt lidera a equipe de recursos humanos e marketing da SMC. Ele trabalhou para a Stecker Machine em projetos que abrangem fabricação CNC, robótica, inbound marketing e liderança. Ele gosta de aplicar sua formação em engenharia a qualquer desafio de negócios.