Fabricantes de alto mix / baixo volume são um ponto ideal para robôs colaborativos

Escrito por Andrew Peterson, NIST.



Os robôs colaborativos são cada vez mais atraentes para fabricantes que exigem soluções flexíveis para seu crescente mix de produtos, mas podem não ter a escala de trabalho ou recursos de capital necessários para justificar maiores investimentos em sistemas de automação.

Esses robôs colaborativos, comumente chamados de “cobots”, podem executar tarefas com programação mínima e se adaptar a variações na posição e no tamanho das peças. Os humanos trabalham lado a lado com os cobots para reduzir a necessidade de acessórios personalizados que podem fazer com que o trabalho de alta mistura e baixo volume (HMLV) seja ineficiente. Os cobots também podem ir para onde o trabalho está no chão de fábrica.

A Purdue Manufacturing Extension Partnership identificou fabricantes que têm muito a ganhar com a adoção do cobot. Investir em robôs colaborativos pode fazer mais sentido para:

• Fabricantes de 50 a 500 funcionários com um mix de produtos familiar
• Proprietários que procuram um período de retorno rápido dos investimentos de capital (por exemplo, 6 meses)
• Gerentes que não podem preencher turnos, mas podem realocar funcionários para cargos com mais valor agregado
• Operadores com trabalhos repetitivos ou perigosos

Graças em parte ao trabalho realizado pelo programa Measurement Science for Manufacturing Robotics dentro do Laboratório de Engenharia (EL) do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST), os robôs colaborativos agora são menores, mais leves e mais fáceis para fabricantes de pequeno e médio porte (SMMs ) para integrar e melhorar a interoperabilidade dentro das células de trabalho.

Pense em um Cobot como um assistente remoto para um operador de chão de fábrica

A colaboração entre humanos e robôs é 85% mais produtiva do que humanos ou robôs trabalhando sozinhos, de acordo com pesquisas do MIT. O cobot funciona como um assistente do membro da equipe.

A robótica pura requer uma quantidade incrível de programação e sensores para levar em conta as muitas variáveis ​​possíveis. Por exemplo, é muito mais econômico para uma pessoa trazer e apresentar peças a um robô para submontagem ou soldagem do que treinar o robô para ir a outro lugar em uma instalação - com todos os fatores de segurança e ambientais envolvidos - para reunir materiais e fazer o emprego.

Os Cobots, por outro lado, funcionam com software para muitas máquinas e aplicativos, o que significa que podem ser reimplantados rapidamente para adicionar flexibilidade às operações. Eles também são leves, mas confiáveis. Muitos cobots têm garantias que representam horas operacionais suficientes para funcionar continuamente por vários anos.

Os três tipos mais comuns de cobot são:

1. Base fixa - muitas vezes, um único braço que faz trabalho repetitivo com peças e ferramentas.
2. Celular - especialmente útil para tarefas de escolha e colocação e trocas rápidas.
3. Vestível - como exoesqueletos, que permitem ao usuário aproveitar os benefícios de ser humano e a força e resistência de uma máquina.

Robôs colaborativos podem ser programados para fazer muitos aplicativos

As tarefas variam muito com o trabalho HMLV, o que cria desafios para a produtividade e eficiência geral do equipamento. Mas o trabalho de HMLV muitas vezes ainda inclui rotinas monótonas que podem resultar em erros e movimentos repetitivos que podem causar tensões e lesões aos trabalhadores.

Entre as muitas aplicações para as quais os robôs colaborativos estão sendo usados ​​em lojas HMLV estão:

• Manutenção da máquina - Este é o uso mais comum de cobots, substituindo as tarefas repetitivas de separação e colocação de peças ou ferramentas.
• Conjunto adaptável - A flexibilidade de um cobot permite que ele aparafuse um parafuso, aperte um parafuso, encaixe uma peça, aplique adesivos e muito mais.
• Inspeção de peças e produtos - Os robôs não experimentam a fadiga mental que limita as inspeções humanas, e os robôs podem fazer essa tarefa muito mais rapidamente quando equipados com várias câmeras e / ou sensores de alta resolução.
• Soldagem - A flexibilidade dos cobots é aparente com seu uso cada vez mais comum para soldagem a ponto e soldagem a arco. Existe uma grande escassez de soldadores certificados; espere que esse uso continue a aumentar.
• Embalagem e envio - As tarefas variam desde a aplicação de plástico retrátil a peças de encaixotamento e carregamento de paletes. Os cobots são bons candidatos para realizar tarefas de levantamento de peso.

A versatilidade dos cobots está entre os benefícios mais atraentes para o trabalho em HMLV. É como ter um funcionário que pode dominar muitas tarefas diferentes e muitas vezes desagradáveis.

Desafios ao implementar robôs colaborativos

O NIST Labs continua a trabalhar na uniformidade para cobots, de modo que sistemas de especificações aparentemente idênticas possam ser medidos, avaliados e comparados de maneira repetível e significativa.

Elena Messina, uma líder de grupo na Divisão de Sistemas Inteligentes do NIST EL, fornece esses insights sobre os desafios para o aumento do uso de cobot:

• Os SMMs podem estar cientes das tendências e benefícios potenciais da robótica, mas geralmente hesitam em investir sem ter certeza do sucesso.
• Mesmo com tecnologias disponíveis comercialmente, os fabricantes podem ficar com seus próprios recursos para determinar se um robô colaborativo realmente terá o desempenho esperado. Os SMMs podem não ter um programador dedicado e a complexidade da programação varia de acordo com os OEMs cobot.
• É essencial ter um resultado claramente definido para alcançar a integração e implementação adequadas. Caso contrário, a integração pode se tornar uma despesa contínua do que o previsto.

Os robôs colaborativos também têm limitações, incluindo:

• Eles geralmente operam em uma velocidade mais lenta do que a automação padrão.
• Muitos cobots têm capacidade de carga útil e alcance limitados, embora alguns modelos estejam disponíveis para essas áreas.
• Cobots para algumas aplicações perigosas podem exigir infraestrutura de segurança adicional, como gaiolas ou scanners de área.

IMEC pode ajudá-lo a se beneficiar com Cobots

Os fabricantes podem se beneficiar da proposição de valor robótico tradicional que os cobots fornecem - realizando tarefas repetitivas que liberam trabalhadores humanos para trabalhos mais complexos. Além disso, os cobots podem gerar uma economia significativa em comparação com os sistemas de automação e posicionar os fabricantes para inovações futuras.

A robótica colaborativa pode ser uma fronteira intimidante para SMMs, especialmente para aqueles cujos esforços iniciais com automação e tecnologias digitais não foram bem. IMEC pode guiá-lo através do processo de implementação de robôs colaborativos e ajudá-lo a tomar uma decisão informada sobre seu investimento.

Leia o artigo original.

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Destaca como os cobots podem agregar valor à sua empresa, aumentar a produtividade e melhorar a confiabilidade, aprenderemos como esses robôs industriais trabalham com segurança com e entre seus funcionários.

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