Aumentando Eficiência de Job Shop com Braço Cobot Compacto

Automação de atendimento de máquina está se tornando cada vez mais comum em oficinas de trabalhos nos Estados Unidos, assumindo uma variedade de formas do simples ao complexo. Para muitas dessas oficinas, o sistema de automação cada vez mais pode ser algo que não ocupa muito espaço no chão de produção, não requer integração em grande escala, e tem a flexibilidade de ser facilmente reaproveitado para trabalhos futuros. A B.I.C. Precision Machine Co. Inc. é um exemplo: Automação aqui tomou a forma de um braço cobot.

Em fevereiro passado, a job shop baseada em Blanchester, Ohio decidiu automatizar um trabalho de contrato repetitivo que era muito intensivo em mão de obra. No passado, um funcionário carregava e descarregava peças de dois tornos Doosan situados perpendicularmente um ao outro, produzindo núcleos de ferro-silício usados em dispositivos de segurança ferroviária. O tempo de ciclo rápido deixava funcionários essencialmente andando em círculos o dia todo enquanto atendiam as máquinas.

Para aliviar a carga física deste trabalho, a oficina primeiro adaptou as portas das máquinas para abrir automaticamente, então instalou um pedal e um botão de palma para abrir e fechar o mandril, mas a natureza repetitiva do trabalho ainda era dura para os funcionários. Para piorar, a oficina estava enfrentando problemas de qualidade ao mudar funcionários dentro e fora daquela posição em atribuições semanais.

"Estávamos rodando dois turnos nestas peças 24/7, e estávamos recebendo reclamações," diz o Encarregado Shawn Allen. "Funcionários odiavam o carregamento e descarregamento das duas máquinas."

Armado com Automação

Para resolver este problema, a B.I.C. investiu no braço robótico colaborativo OB7 da Productive Robotics, que foi fornecido pela Absolute Machine Tools. O OB7 é um cobot independente de sete eixos que tem alcance de 1.000 mm e pode acomodar carga útil de 11 libras com repetibilidade de ±0,1 mm.

A capacidade do braço cobot trabalhar com segurança ao lado dos funcionários da B.I.C. sem necessidade de cercas de segurança foi muito importante para a empresa porque não queria que automação substituísse um emprego humano. Em vez de funcionários gastarem sua semana executando tarefas repetitivas de carregamento e descarregamento, eles agora estão livres para preparar peças para o braço cobot e fazer trabalho mais interessante também, como verificações de qualidade nas peças de tolerância apertada.

Para integrar o robô na célula de tornos, a Absolute trabalhou com a B.I.C. para colocar as máquinas paralelas uma à outra para que o braço cobot pudesse ser situado entre as máquinas. Usando uma garra pneumática personalizada projetada pela Absolute, o cobot descarrega o núcleo do primeiro torno e o coloca na estação de preparação inferior especializada localizada perto da porta do segundo torno. O braço cobot então volta ao primeiro torno e agarra e carrega um núcleo não usinado esperando na única estação de preparação do torno. O braço cobot move-se de volta ao torno dois, onde a garra remove a peça completa e a coloca na estação de preparação superior antes de carregar a máquina com o núcleo esperando na estação inferior. Finalmente, o braço cobot pega a peça acabada da estação de preparação superior e a coloca em uma bandeja de núcleos completados. Este processo permite que o braço cobot acesse até 20 núcleos em um processo, rodando por cerca de meia hora antes que um funcionário seja necessário para preparar novos núcleos para torneamento e mover os núcleos completados para uma operação de fresamento final.

Embora a B.I.C. esteja satisfeita com o resultado final da integração do cobot, a instalação inicial exigiu algum esforço. O primeiro desafio foi segurar consistentemente a peça. Como o núcleo de ferro-silício começa como uma forja, as peças são inconsistentes na forma. Para remediar isso, a Absolute criou uma garra pneumática personalizada para substituir a garra eletrônica original do braço cobot. O segundo desafio foi o grande número de localizações — 10 no total — que a oficina precisava ensinar o braço cobot para realizar as ações descritas acima. Felizmente, o OB7 não é programado como robôs tradicionais. Em vez disso, a programação usa um tablet Samsung rodando uma aplicação no modo ensino que rastreia e imita o caminho do braço cobot.

Burns diz que chegar à programação e garra certas levou tempo — até automação "fácil" como um cobot não foi sucesso imediato. No entanto, evitar fadiga de repetição e atingir requisitos de tolerância apertada tornaram a automação valiosa, ela diz.