Como Cobots Aumentam Produtividade, Segurança e Economia em Oficinas de Usinagem CNC
O que é um cobot e por que oficinas de usinagem CNC devem considerá-los? Conheça os benefícios e aplicações de cobots para usinagem CNC.
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O que é um Cobot?
Robôs colaborativos, ou "cobots", estão crescendo em popularidade em ambientes de manufatura e industriais, particularmente em oficinas de usinagem. Ao contrário de robôs tradicionais, cobots trabalham com segurança perto de pessoas e não precisam ser enclausurados atrás de uma barreira ou cerca de segurança. Devido aos seus recursos de segurança integrados, cobots trabalham colaborativamente com seus colegas humanos, auxiliando em tarefas e assumindo o trabalho repetitivo, mundano e monótono. Em oficinas de usinagem, cobots atendem máquinas o dia e a noite toda. Eles mantêm o "fuso girando" carregando e descarregando peças consistentemente sem pausas, aumentando a vazão e reduzindo o tempo ocioso da máquina.
Cobots são muito diferentes dos robôs industriais tradicionais associados a grandes fábricas e linhas de montagem. Eles são menores, menos caros e mais flexíveis. Cobots diferem de robôs tradicionais das seguintes maneiras:
Segurança. Cobots não requerem cercas de segurança ou outras barreiras e podem compartilhar espaços de trabalho com humanos. Eles têm recursos de segurança integrados que os fazem desacelerar ou parar completamente se um humano entra em sua área de trabalho.
Flexibilidade. Braços de cobot têm a flexibilidade para lidar com várias tarefas. Eles não são limitados a uma única tarefa ou operação e podem ser redirecionados conforme necessário. Cobots podem rolar entre diferentes máquinas no chão de fábrica e atender duas máquinas ao mesmo tempo.
Facilidade de uso. Cobots são mais fáceis de programar que robôs tradicionais. A última geração de cobots como o OB7 da Productive Robotics não requer programação nenhuma e pode ser "ensinado" tarefas mostrando fisicamente o que fazer.
Cobots variam em tamanho e especificações para lidar com uma ampla gama de peças. Oficinas de usinagem podem escolher o cobot mais adequado dependendo do tamanho de suas peças e do ambiente de sua célula de máquinas.
Carga Útil e Alcance
A carga útil de um cobot é o peso que o braço do robô pode levantar. Cobots têm uma variedade de pesos máximos. O alcance de um cobot é a distância que o braço do robô pode alcançar. Se você quer atender duas máquinas, por exemplo, precisará de um braço de robô que tenha um alcance maior para acomodar ambas as máquinas.
Braço Articulado e Juntas
Braços de cobot fornecem flexibilidade para atender máquinas CNC e lidar com uma ampla gama de tarefas industriais. Com sete eixos de movimento, um cobot OB7 tem uma vantagem única em um ambiente de atendimento de máquinas CNC. Ele pode alcançar ao redor da máquina CNC e carregar peças sem bloquear o acesso para o operador, o que não é possível com um cobot de seis eixos. Além disso, o movimento de sete eixos do OB7 permite que ele alcance ao redor de obstáculos e caiba em espaços mais apertados.
Robôs Colaborativos Trabalhando com Operadores de Máquinas
Cobots estão se tornando cada vez mais populares em oficinas de usinagem porque são perfeitamente adequados para lidar com tarefas de atendimento de máquinas. Assim como um humano, cobots carregam e descarregam máquinas, mas não fazem pausas, não adoecem, não tiram férias. Cobots assumem as tarefas tediosas, repetitivas e propensas a erros que os trabalhadores consideram monótonas, ou que contribuem para gargalos na produção. Ao assumir o processo de atendimento de máquinas, cobots maximizam a utilização do fuso e liberam operadores para lidar com outras tarefas valiosas.
Cobots Oferecem Simplicidade e Valor na Manufatura
Muitos cobots oferecem "programação fácil" mas ainda requerem uma linguagem de programação difícil para aqueles que não têm experiência em programação. Cobots como o OB7 da Productive Robotics não requerem programação nenhuma, tornando fácil para operadores de máquinas. Eles simplesmente "mostram" o que fazer e o cobot aprende. Pode levar algumas horas para configurar uma célula de atendimento de máquina e começar a automatizar no mesmo dia.
Então, o que exatamente um cobot faz quando atende uma máquina? Cobots lidam com as tarefas "repetitivas" que um operador de máquina normalmente faz, como:
Abrir e fechar a porta de uma máquina
Carregar e descarregar blocos ou peças
Preparar material para processamento ou inspeção
Registrar dados pertinentes
Desbastar, polir, retificar
Seja você rodando milhares de peças ou tão pouco quanto 5 peças, um cobot mantém suas máquinas rodando consistentemente até o trabalho terminar. Operadores podem então mudar seu foco para trabalhar em outras tarefas como inspeção de qualidade pós-CNC ou configurar novos trabalhos. Cobots não precisam de pausa e podem trabalhar "lights out", fazendo cavacos depois que você vai para casa à noite.
Compatibilidade de Máquinas e Configuração
Cobots podem atender todos os tipos de máquinas, incluindo fresadoras, tornos, prensas, EDMs, cortadoras a plasma, retificadoras e prensas. Cobots de última geração como o OB7 da Productive Robotics podem trabalhar com qualquer marca de máquina sem interfacear na máquina, tornando o processo de configuração simples e rápido. Cobots OB7 também têm 7 eixos ou graus de liberdade (como um braço humano) que fornecem uma vantagem chave para oficinas de usinagem:
Flexibilidade para alcançar ao redor de portas e dentro de máquinas: Um cobot como o OB7 que tem 7 eixos fornece um benefício único para atendimento de máquinas. O cobot pode ser colocado ao lado da porta da máquina e alcançar ao redor e dentro da máquina para carregar a peça sem bloquear o acesso para o operador da máquina. Isso é devido à flexibilidade e destreza extra do 7º eixo, o que não é possível com um cobot de 6 eixos.
Muitos cobots vêm com suportes de robô que têm rodas, permitindo que você role o cobot e o posicione em frente a uma fresadora CNC, torno ou outra máquina para carregar blocos e descarregar peças acabadas. Material é preparado em uma mesa de trabalho para o robô pegar e carregar na máquina. Muitas oficinas de usinagem usam seus próprios equipamentos para criar ferramentas personalizadas, fixação e ferramentas de extremidade de braço também.
A Productive Robotics oferece pacotes para fresadoras e tornos que incluem todos os acessórios do robô necessários para trabalhar com suas máquinas. Esta solução simples elimina a necessidade de integração complexa e funciona com todos os tipos de máquinas.
Grandes Lotes ou Alta Variedade/Baixo Volume
É fácil entender o valor que cobots trazem para operações de usinagem CNC para rodar trabalhos de alto volume. Cobots mantêm o fuso girando sem pausas, e podem até operar sem supervisão durante a noite e fins de semana para capacidades de manufatura "lights out". Mas e se você não tem grandes lotes ou se faz trabalho personalizado? Ainda pode se beneficiar de cobots? A resposta é sim.
Cobots brilham em ambientes de alta variedade/baixo volume também, e muitas oficinas de usinagem pequenas a médias estão usando-os a seu favor. Um grande benefício dos cobots é sua flexibilidade e capacidade de mover entre diferentes máquinas. Por exemplo, se você está rodando um trabalho de 10 peças com um tempo de ciclo longo, o cobot pode completar esse trabalho e liberar seu operador até terminar. Você pode então rodar o robô em um trabalho diferente em questão de minutos.
Cobots também reduzem o tempo ocioso da máquina trabalhando em segundas operações que envolvem tempos de ciclo mais longos. Sua pegada pequena e flexibilidade os tornam tão úteis em ambientes de alta variedade/baixo volume (HMLV) quanto em ambientes de baixa variedade/alto volume (LMHV).
Carregando Máquinas CNC com Cobots
Cobots podem ser equipados com uma variedade de garras adequadas para pegar todos os tipos de materiais, de metais a compósitos, polímeros de alta densidade a materiais em chapa.
Opções de Ferramentas
Ferramentas de extremidade de braço ou garras são os "dedos" que o robô usa para pegar peças. Estas podem ser elétricas, pneumáticas, ou personalizadas para lidar com vários itens e materiais de peça. Existem uma variedade de opções de ferramentas que podem ser usadas para pegar peças de diferentes tamanhos. Elas também podem lidar com materiais delicados e itens pequenos.
Garras Duplas
Uma garra dupla é outra opção de economia de tempo que permite acelerar a produção usando duas garras em uma. Com uma garra dupla, você pode descarregar uma peça acabada e imediatamente recarregar uma nova peça, eliminando a viagem extra de ida e volta à máquina. Isso é ótimo para atender um torno e permite reduzir o tempo de espera da máquina durante a recarga de peças, o que pode reduzir muito o tempo de ciclo. Veja o vídeo: Garras Duplas
A Productive Robotics fabrica suas próprias garras de cobot e garras duplas. Além disso, todos os cobots da Productive Robotics são compatíveis com outras opções de ferramentas de extremidade de braço no mercado.
Os 4 Principais Benefícios dos Cobots para Máquinas CNC
Atendimento robótico de máquinas fornece muitas vantagens para oficinas de usinagem de todos os tamanhos, incluindo produção lights out, qualidade de peça melhorada e produtividade do operador. Abaixo estão alguns dos principais benefícios que os cobots fornecem:
1. Aumentando a Produtividade de Máquinas CNC
Vazão e Otimização do Tempo de Execução da Máquina
Quando oficinas de usinagem pensam em produtividade, pensam em vazão. Em um turno típico de 8 horas, uma pessoa pode rodar um trabalho de 20 peças que leva o turno inteiro para completar. Eles se distraem ou têm múltiplas responsabilidades que desviam seu foco, deixando a máquina ociosa. Com um cobot, o tempo ocioso da máquina é eliminado, e as máquinas rodam em capacidade máxima. Trabalhando consistentemente, sem supervisão, cobots maximizam a vazão enquanto aumentam a produtividade.
Qualidade, Precisão e Consistência
Qualidade de peça melhorada é uma prioridade máxima para oficinas de usinagem. Cobots completam tarefas consistentemente com precisão e exatidão, minimizando defeitos devido a carregamento incorreto de blocos causado por fadiga ou distração do operador. Qualidade da peça e produtividade do operador são aumentadas.
Reduzindo Tarefas Manuais Repetitivas
Donos de negócios entendem que o tempo de um operador é melhor gasto no trabalho que requer habilidade e experiência humana. Deixando cobots assumirem as tarefas redundantes, repetitivas e entorpecentes, operadores podem fazer trabalho mais desafiador, interessante e variado.
2. Cobots Podem Mudar para Novos Processos com Facilidade
Com maior flexibilidade e portabilidade, cobots podem integrar perfeitamente em estações de trabalho existentes. A mais nova geração de robôs colaborativos torna simples para a equipe interna configurar e rolar o cobot entre diferentes máquinas.
Implantação Rápida e Fácil de Cobot
A equipe interna pode configurar um cobot OB7 da Productive Robotics em algumas horas — sem integrador externo necessário. Simplesmente ligue, mova para a posição e "ensine" os movimentos necessários.
Programação Fácil
A maioria dos robôs colaborativos é programada com programação de robô tradicional. Outros oferecem "programação fácil" ou codificação simples. Cobots OB7 são a última geração de cobots e não requerem programação ou codificação nenhuma. Eles são "ensinados" suas tarefas por você conforme você mostra cada passo. Embora simples por design, esses cobots são altamente intuitivos e podem lidar com trabalhos complexos de usinagem CNC com precisão e qualidade.
Ensinabilidade. Se você pode ensinar um humano a carregar uma máquina CNC, você pode ensinar um cobot OB7 a fazer isso também. "Ensinar" requer mostrar fisicamente o cobot o que fazer movendo o braço usando o controle. Não há codificação ou habilidades de programação de computador necessárias. Este tipo de ensino simples torna fácil para qualquer um operar, independentemente do nível de experiência.
3. Segurança e Automação Flexível
Robôs CNC Protegem Trabalhadores e Economizam Espaço
Segurança integrada. Cobots são projetados com segurança em mente. Eles incluem recursos de limitação de potência e força que dizem ao robô para parar ou desacelerar se uma pessoa está se aproximando. Esses recursos de segurança reduzem lesões e minimizam risco. Cobots também podem rodar em velocidades mais altas e mudar para velocidades colaborativas seguras quando um humano entra em sua área de trabalho.
Pegada compacta. Leves, flexíveis e pequenos, cobots não ocupam muito espaço no chão. São compactos o suficiente para caber em pisos de fábrica e podem ser montados em mesa, carrinho, chão ou teto. Cobots como o OB7 oferecem flexibilidade extra de 7 eixos para alcançar ao redor de objetos e entrar em espaços mais apertados.
Portabilidade e flexibilidade. Muitos cobots vêm com suportes com rodas, o que permite que se movam facilmente entre máquinas. Não há necessidade de reengenharia complexa de seu equipamento de manufatura, e nenhum trabalho de integração demorado.
4. Custos Menores
Cobots são menos caros que robôs industriais tradicionais. Eles não requerem equipamentos de segurança caros ou os altos custos de contratar um integrador de automação. Cobots da Productive Robotics também são os mais custo-efetivos porque são projetados e fabricados nos EUA. Um pacote de cobot da Productive Robotics vem completo com todos os componentes necessários para integrar um robô em sua célula de usinagem.
ROI e Período de Retorno da Máquina
Ao maximizar o tempo de execução ou atividade da máquina, um cobot fornece retorno rápido sobre investimento. Produção lights out também abre a porta para empresas assumirem mais trabalho, aumentando sua linha de base e ganhando vantagem competitiva. Outros fatores podem impactar ROI como custos de folha de pagamento e capacidade de escalar a produção. Como cada negócio é único, é sempre melhor calcular seu próprio ROI para entender os custos e economias.
Perguntas Frequentes Sobre Robôs Colaborativos
Como os Cobots Impactarão Meus Funcionários?
Cobots e humanos trabalham colaborativamente juntos em um ambiente compartilhado que aumenta a eficiência e produtividade da produção. Ao adicionar um cobot a uma estação de trabalho, os funcionários rapidamente descobrem que isso lhes dá mais tempo para fazer as partes interessantes e desafiadoras de seu trabalho, ou para aprender novas habilidades inteiramente. Ensinar o cobot a fazer diferentes tarefas e descobrir todos seus usos potenciais também leva as pessoas a criarem maneiras novas e interessantes de usá-lo para ajudar com outras tarefas.
Cobots São Projetados com Interação Humana em Mente
Melhor ergonomia. Quando um cobot faz o movimento repetitivo (levantar, curvar e torcer), a ergonomia melhora e a fadiga é reduzida.
Segurança física. Além de sensores que desaceleram ou param o braço quando uma pessoa ou membro se aproxima, cobots são fabricados com cantos arredondados e sem pontos de pinçamento, mantendo os trabalhadores seguros, mesmo quando a máquina não está em movimento.
Para Quais Tipos de Manufatura os Cobots São Bons?
Cobots não se limitam a atendimento de máquinas CNC. Eles podem fazer uma ampla gama de tarefas de manufatura que envolvem movimentos repetíveis e requerem precisão e exatidão. Tarefas comuns que um cobot pode lidar incluem:
Torneamento
Fresamento
Desbaste
Corte a laser e plasma
Furação
Retífica
Roteamento
Gravação
Outras tarefas industriais comuns incluem:
Embalagem
Montagem de Produtos
Inspeção de Qualidade
Moldagem de Plásticos
Soldagem
Dispensação
Guiamento
Começando com Automação de Cobot para Máquinas CNC
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