Fusion OEM Dobra Capacidade de Produção com Machine Tending Robótico Avançado

Em um momento em que preocupação sobre robôs substituindo mão de obra humana é comum, é menos comum ouvir histórias sobre funcionários de oficina advogando por robôs para seus gerentes. Essa é a história da Fusion OEM. Um esforço liderado por funcionários resultou na adoção de múltiplos Universal Robots com efetores finais da Robotiq, reduzindo custos de trabalho.

Inspiração das Redes Sociais

Sempre buscando inspiração de seus pares na indústria, o chefe de usinagem da Fusion, Davin Erickson, vinha seguindo canais de usinagem CNC no Instagram e YouTube por anos. Ficou impressionado quando viu pela primeira vez um robô operando uma máquina sem gaiola. Dadas as dificuldades da oficina em encontrar e contratar novos funcionários, bem como suas experiências passadas com robôs industriais volumosos, o interesse do Sr. Erickson permaneceu aguçado.

Garras adaptativas Dual-Hand-E da Robotiq movem peças usinadas de uma morsa para outra em uma das 14 máquinas CNC da Fusion OEM.

"Começamos a ver esses robôs colaborativos em todo lugar nas redes sociais e feiras", ele relembra. "Tentamos convencer nosso CEO que isso seria ótimo para nossa fábrica. Levou algumas tentativas, mas como era muito difícil encontrar boa ajuda humana por aqui, finalmente recebemos nosso primeiro robô no verão de 2018."

Automatizando Operações de Machine Tending

Empoderar sua gente é o que fez o CEO Craig Zoberis decidir prosseguir com Universal Robots e Robotiq como parceiros para o projeto de robótica colaborativa da oficina. O Sr. Zoberis lembra de ler "Lean Robotics", um livro do CEO e co-fundador da Robotiq, Samuel Bouchard. Ele descreve um dos argumentos do livro: que robôs ajudam a realizar potencial de mão de obra humana. "Em vez de ter nossa equipe carregando e descarregando máquinas a cada 10 minutos, eles podem focar em programação de máquina e quaisquer outras tarefas de valor agregado", diz ele.

Quatro robôs foram implantados na Fusion OEM em menos de um ano. A aplicação automatizada roda da seguinte forma:

1. Um braço robótico UR5e ou UR10e usa a garra adaptativa Hand-E da Robotiq (configuração simples ou dual) para pegar uma peça apresentada em um sistema de ninho personalizado.
2. A garra abre a porta e insere a peça no sistema de fixação usando o software Force Copilot da Robotiq.
3. O robô então fecha a porta e envia um sinal para a máquina iniciar o ciclo.

Um Universal Robots UR10e fecha a porta de um centro de usinagem.

A garra adaptativa Hand-E é projetada para inserção precisa de peça com pontas de dedos personalizáveis. "Somos capazes de conectar as garras diretamente ao pulso do robô, obter feedback de posição e força, e saber se há uma peça onde deve haver uma e se é a peça certa", diz o gerente de P&D Stephen Milchuck, que precisou apenas de alguns minutos para começar a operar o Hand-E com sua interface de software quando o experimentou pela primeira vez.

A Fusion OEM personalizou uma das pontas de seus dois garras e as montou nos sliders de pontas personalizadas do Hand-E em apenas alguns minutos.

Inserir uma peça em um fuso de máquina requer muitos passos de programação, especialmente quando usando controle de força do robô para melhor precisão e repetibilidade. "O programa estava ficando bem grande porque estávamos tentando fazer o robô realizar todos movimentos através de diferentes eixos para colocar a peça", relembra Jacob Miller, gerente de engenharia na Fusion OEM. "Então adicionando uma ou duas linhas de código através do Force Copilot, deixamos o software gerar todo o posicionamento da peça de uma maneira muito mais rápida e simples."

Os Números Não Mentem

Esta nova aplicação rapidamente provou seu valor. O Diretor de Operações Ken Chess começou a reunir dados no pedido mais frequentemente recorrente da empresa. "Fazemos frequentemente lotes de cerca de 500 peças para este cliente. Antes dos robôs chegarem, levaria quase seis dias para entregar. Mas agora com os cobots rodando overnight, leva três dias, e nossa taxa de defeitos caiu, já que robôs cometem menos erros que mesmo os melhores torneiros por aí", diz ele.

A Fusion OEM confia no software de monitoramento Insights da Robotiq para enviar alertas para telefones e e-mails dos funcionários se a produção parar por qualquer motivo. Se um funcionário está off-site, eles podem logar remotamente para resolver o problema. "Também recebemos sinais preditivos que nos dizem quando um suprimento de peça bruta está quase vazio", diz o Sr. Chess. "Com todas estas ferramentas nos ajudando a maximizar tempo de execução, obtemos uma margem muito melhor no trabalho." Usando dados do Insights, ele conclui que rodar um trabalho em uma dada máquina com um Universal Robot é quatro vezes mais barato que operar manualmente.

O sistema de ninho de peças personalizado da Fusion OEM fica ao lado de um Universal Robots UR10e com uma única garra Robotiq Hand-E.

Enquanto isso, o torneiro Brian Wroblesky diz que pode gastar mais tempo em programação de máquina sem ter que carregá-las. "Há mais consistência no carregamento e descarregamento das peças. Tirou um pouco do erro humano", diz ele.

Como Trabalhadores Humanos Reagiram a Trabalhadores Robóticos

Facilidade de uso é outro grande plus para funcionários da Fusion OEM. O supervisor de produção Chris Wenzel tinha visto muitos robôs industriais antes, e ficou impressionado com a oferta Robotiq/Universal Robots: "A programação, a interface — tudo é mais fácil. Agora falamos sobre cada programa em termos de minutos, em vez de horas."

Com relação a moral, humanos e robôs na Fusion estão se dando bem. Para a torneira Jenny Kim, estes robôs se tornaram tão normais quanto qualquer outro equipamento: "Eu os chamo de 'brobots' porque são como seus irmãos. Você tem que tratar as máquinas com gentileza. Respeite-os, e eles respeitam você de volta."

O trabalho está longe de acabar para a equipe da Fusion OEM. A meta da oficina para início de 2020 é ter um robô cuidando de todas as 14 de suas máquinas CNC Haas. O Sr. Zoberis confia na metodologia lean robotics para padronizar seu projeto de robótica e escalar mais rápido. "Gostaria de ter lido 'Lean Robotics' antes. Teria me economizado tanto tempo e dinheiro gasto em design. Desde então aprendemos a começar simples, obter pequenas vitórias e parar de supercomplicar as coisas."

Dentro do próximo ano, a empresa espera dobrar capacidade de produção, aumentar tempo de atividade da máquina e — acima de tudo — continuar a maximizar potencial humano.