Robôs Colaborativos Impulsionam Crescimento na Manufatura de Plásticos

Entre no movimentado chão de fábrica da Pride Solutions LLC em Hutchinson, MN, e você verá um novo torno CNC brilhante produzindo tubo após tubo de alumínio. Enquanto os maquinistas da Pride fazem coisas mais importantes, um robô colaborativo (cobot) modelo UR10 da Universal Robot faz o trabalho pesado, carregando e descarregando a máquina para acompanhar pedidos de alto volume. Em poucas horas, essas peças serão sobremoldadas em polietileno UHMW (ultra alto peso molecular) e enviadas a um cliente.

O cobot e o centro de torneamento são novas adições para este fabricante de plásticos em crescimento. A Pride Solutions investiu na tecnologia para trazer um grande trabalho de manufatura por contrato completamente para dentro de casa e rapidamente descobriu mais e mais aplicações para manter o sistema produzindo cavacos até tarde da noite.

A Pride Solutions é um fabricante de plásticos especializado em UHMW-PE. A empresa tem 27 funcionários e inclui quatro divisões colaborativas sediadas em uma instalação de manufatura de 2.322 m²: May Wes, fornecedora de componentes agrícolas de polietileno UHMW; C&A Pro, skis de performance para snowmobile; Pride Engineered Plastics, fabricante por contrato especializado em UHMW-PE; e Pride Assembly, fornecedora turnkey de serviços de montagem eletromecânica personalizada.

Com negócios em alta na C&A Pro e May Wes e trabalho de manufatura por contrato e montagem em ascensão, os 27 funcionários da Pride são igualmente hábeis em recomendar skis e carburetos a snowmobilers e ajudar agricultores a selecionar Stalk Stompers para suas colheitadeiras de milho.

Essa diversificação mantém o pequeno negócio familiar agitado durante o ano, mas nenhum momento é mais agitado que setembro, quando a colheita de outono coincide com os “Hay Days”, o maior evento de snowmobile do mundo e início oficial da temporada de snowmobile. Nesse mês, os clientes de manufatura por contrato e montagem da Pride correm para completar pedidos de fim de ano.

Os funcionários da Pride sempre estiveram à altura da tarefa, graças a um forte espírito de trabalho em equipe e valores centrais que colocam o cliente em primeiro lugar, mas com os negócios disparando e mão de obra escassa, a empresa precisava de automação para preparar o terreno para expansão futura.

“Inicialmente íamos automatizar o torno com um alimentador de barras, mas nosso revendedor de máquinas-ferramenta Al Dulas da Hales Machine Tool sugeriu que déssemos uma olhada em robôs colaborativos”, disse Jack Daggett, presidente da Pride Solutions. “Eles nos conectaram com a BRAAS Robotics para facilitar a integração, e o cobot era mais barato que um alimentador e ocupa muito menos espaço. Além disso, é muito mais versátil.”

Relativamente novos para fabricantes dos EUA, “cobots” ou robôs colaborativos têm sido usados na manufatura na Europa há 10 anos, comparado a apenas cinco anos nos EUA, disse Bob Phipps, especialista em vendas de cobots da BRAAS Robotics (Eden Prairie, MN), uma divisão da Motion Industries. A equipe da BRAAS Robotics é um grupo dentro da BRAAS que foca em instalações turnkey de robôs colaborativos para clientes como a Pride Solutions que são novos em aplicações de cobot.

“O uso de cobots realmente saltou na Europa e América do Norte uma vez que normas de segurança definiram regras claras para fabricantes e usuários [ISO 10218 e ANSI/RIA 15.06]”, disse Phipps. “O crescimento na América do Norte começou após o lançamento da norma de segurança de robôs ANSI/RIA 15.06 em 2013. Por mais de 50 anos, robôs foram guardados, então levou tempo para usuários se adaptarem a uma nova forma de pensar. Aplicações de robôs colaborativos estão praticamente dobrando a cada ano, então usuários estão começando a considerá-los comuns.”

O cobot foi um sucesso instantâneo para a Pride Solutions, disse Ben Wick, gerente de planta da empresa. “Com a adição do robô, vimos um aumento imediato em nossa capacidade”, disse ele. “Conseguimos rodar o sistema sem supervisão no nosso segundo turno, nos dando cerca de 2.000 horas de capacidade de turno aumentada sem ter que contratar um operador de segundo turno. Além disso, durante nosso turno diurno, o robô libertou nosso maquinista da tarefa mundana de carregar e descarregar o torno para que ele possa trabalhar em outros projetos.”

Essa história de sucesso não surpreende Phipps da BRAAS, cuja equipe apoiou a implantação turnkey do cobot da Pride Solutions com visitas ao local, avaliações de prova de conceito, design de sistema, construção e instalação, programação do robô, construção de ferramentas de fim de braço (EOAT) e avaliação de risco, treinamento e suporte contínuo.

“Sempre gostamos de trabalhar com clientes de primeira viagem”, disse Phipps. “Eles geralmente começam com a percepção de que uma solução robótica tem que ser cara, complexa e consumir muito espaço no chão de fábrica. Eles ficam maravilhados que muitas aplicações podem ser resolvidas por um único robô em um pedestal sem guarda ao redor.”

A aplicação da Pride Solutions era o ajuste perfeito para um cobot, observou Phipps. “Qualquer tarefa de operador que tende a ser tediosa, repetitiva e potencialmente prejudicial é adequada para robôs colaborativos”, disse ele. “Cobots tipicamente igualam o alcance e velocidade de um operador para aplicações básicas de pick-and-place. Carregamento de máquinas e bancadas de teste são exemplos perfeitos onde você tem um operador carregar uma peça, esperar uma tarefa completar e descarregar uma peça. Estas são as aplicações mais fáceis que clientes geralmente fazem para suas primeiras aplicações justamente porque podem usar uma única ferramenta de fim de braço. Aplicações de montagem também podem ser feitas, mas essas aplicações são tipicamente mais complexas por causa das múltiplas tarefas e múltiplas ferramentas envolvidas.”

“Você ouve muito que as pessoas estão preocupadas que robôs vão tirar seus empregos, mas nosso robô na verdade criou uma posição de maquinista qualificado”, disse Daggett. “Sem o robô, não teríamos sido capazes de contratar Chris Klenke, um veterano maquinista de 12 anos. Além disso, expandiu seu conhecimento técnico ao aprender a programar um robô colaborativo.”

Klenke começou na Pride Solutions em 2017. Sua experiência anterior incluía rodar tornos CNC, centros de usinagem horizontais CNC e centros de usinagem verticais. Ele nunca tinha trabalhado com um cobot. Após dois dias de treinamento, Klenke pôde programar o robô proficientemente. Em duas semanas, dominou o novo torno e robô. “O robô é simples de operar”, disse Klenke. “Foi mais fácil do que eu pensava que seria.”

O robô também fornece um importante benefício de segurança, observou Daggett. “Um robô pode carregar e descarregar peças o dia todo sem tensão ergonômica”, disse Daggett. “Além disso, com os sensores embutidos no robô para garantir operação segura, não precisamos de uma gaiola ao redor dele, o que reduz a pegada.”

Num futuro muito próximo, espere ver cobots mais avançados trabalhando com seus colegas humanos, previu Phipps.

Para mais informações sobre a Pride Solutions, acesse www.pridesolutions.us ou ligue 320-587-0760; sobre a BRAAS Robotics, acesse www.braasrobotics.com ou ligue 800-288-6628; sobre a Hales Machine Tool, acesse www.halesmachinetool.com ou ligue 763-553-1711.