Como os cobots abordam os principais desafios da produção de carros

Quando o pioneiro dos carros elétricos Elon Musk postou que “humanos são subvalorizados” no processo de produção automotiva, suas palavras ecoaram um princípio que é central em nossa filosofia aqui na Universal Robots: de que humanos e robôs trabalhando juntos produzem melhores resultados que robôs ou humanos trabalhando sozinhos.

Um estudo do MIT que examinou o impacto da colaboração humano-robótica chegou à mesma conclusão e revelou uma redução de 85% no tempo ocioso de um trabalhador quando junto de um robô colaborativo.

A indústria automotiva foi uma das primeiras a adotar os robôs industriais tradicionais e uma das primeiras a implementar em larga escala os cobots.

Hoje, a automação está em quase todos os aspectos da produção de automóveis, das partes à produção de submontagem dos fornecedores Tier 1 e 2, passando pelo produto final da linha em fábricas OEM.

A dança entre fabricantes automobilísticos e automação ocorre há décadas, mas em 2019, de acordo com a Federação Internacional de Robótica, os cobots tiveram maior crescimento percentual que os robôs industriais tradicionais.

Então, quais são as dores na produção automotiva que estão fomentando o crescimento dos cobots?

Neste artigo guiado por especialistas automotivos da Universal Robots, nós iremos olhar algumas das principais dores do setor que são resolvidas pelos cobots, explorar a importância crescente de robôs colaborativos flexíveis na área e, no caminho, iremos mostrar algumas das soluções desenvolvidas em resposta direta às demandas do setor automobilístico.

Os cobots da Universal Robots estão sendo cada vez mais inseridos na produção automotiva graças à flexibilidade de produção, baixo impacto no chão de fábrica, menor TCO (custo total de aquisição), segurança, ergonomia e performance consistente.

Partes da fabricação automotiva são automatizadas há décadas, mas há tarefas, em especial na parte de montagem, que continuam “altamente dependentes do trabalho manual”, diz Jacob Bom Madsen, Gerente de Produto de Software na Universal Robots.

É em tarefas como o parafusamento que a flexibilidade e baixo impacto no chão de fábrica dos cobots realmente beneficia os fabricantes.

“Muito da produção automobilística ocorre em áreas urbanas onde não é possível arranjar mais 100.000 metros quadrados para expandir as operações”, explica Bom Madsen.

“Um dos benefícios mais valiosos dos cobots é a sua flexibilidade: eles podem ser instalados em qualquer orientação e, após uma apreciação de risco, podem ser utilizados ao lado de humanos sem a necessidade de um hardware periférico de segurança performando uma grande variedade de aplicações. Ainda mais importante para fabricantes em áreas urbanas é o fato de que os cobots têm baixo impacto no chão de fábrica, o que significa que podem ser facilmente implementados em linhas já existentes em um pedestal ou plataforma móvel.”

A gigante do setor Opel, por exemplo, utilizou um cobot UR10 na sua fábrica em Eisenach, Alemanha, para liberar trabalhadores de tarefas pouco ergonômicas de parafusamento em compressores de ar condicionado em blocos de motor.

“Essa não é uma tarefa que os trabalhadores deveriam fazer oito horas por turno”, explica Frank Croghan, Gerente de Produtos Globais da Universal Robots. “Cobots aumentam as condições de segurança e saúde dos trabalhadores enquanto garantem ao mesmo tempo uma performance de parafusamento consistente e precisa.”

Enquanto isso, a segunda maior fabricante de carros da Europa, o Grupo PSA, utilizou cobots UR10 em sua enorme fábrica de Sochaux para aplicações de parafusamento em linhas de montagem de carroceria em branco (BiW/Body in White).

A utilização resultou em maior tolerância geométrica, maior ergonomia nas condições de trabalho dos operadores e redução dos custos de produção.

Em setores altamente regulamentados como a fabricação automotiva, onde rastreabilidade é fundamental, os cobots também ajudam os fabricantes a controlar e acompanhar processos-chave de produção, como torque preciso aplicado aos parafusos quando são inseridos no corpo do carro, disse Sebastian Lars Lange, Gerente de Contas-Chave Globais da Universal Robots.

Ele adicionou ainda que o apelo dos cobots da Universal Robots vai além das tarefas de parafusamento.

“Nós vemos nossos cobots sendo usados no setor automotivo para inspeções de qualidade, montagens de partes pequenas, aplicações de distribuição e acabamento. Nosso objetivo é permitir que a indústria automotiva utilize nossos robôs colaborativos em todas as partes do processo de fabricação, dos fornecedores Tier 1 e Tier 2 aos OEMs.”

Para permitir esse nível de flexibilidade, explica Bom Madsen, a Universal Robots ouve seus clientes e melhora suas ofertas de produtos de acordo.

“Por exemplo, os novos padrões de cabos da plataforma e-Series foi desenvolvido como resultado de pedidos dos fabricantes automotivos que queriam mais flexibilidade na integração dos nossos robôs colaborativos e-Series com suas linhas de produção.”

O mais recente padrão de cabos da plataforma da Universal Robots agora vem com um conector de flange de base, que é um plug na base do robô desenvolvido para permitir ainda mais flexibilidade na implementação e utilização.

“Quando você tem um robô numa linha de fabricação, duas coisas podem dar errado", disse Bom Madsen, “Ou o robô falha ou o cabo do robô se parte. O novo conector de flange de base garante que, caso o robô falhe, por exemplo, você pode deixar o cabo e a instalação no local, tirar o robô, instalar um novo no mesmo local e conectar o cabo novamente. Um de nossos clientes da indústria automotiva norte-americana comparou esse processo às trocas de pneus ágeis nos pit stops da Fórmula 1.”

Por conta da limitação de espaço disponível nas instalações automotivas e ao redor delas, os fabricantes gostam de manter seus robôs próximos da linha de produção e colocam as cabines de controle em “ilhas de cabines”, explica Bom Madsen.

“Quando você tem um espaço confinado, você quer usá-lo para os elementos que estão realizando as operações. A caixa de controle não está realmente performando uma operação produtiva, então nossos clientes nos pediram cabos mais longos para dar mais espaço para os operadores e outros equipamentos próximos do corpo do carro.”

Consequentemente, o novo padrão de cabos da plataforma para a e-Series da Universal Robots inclui uma opção de 12 metros que permite ainda mais flexibilidade na implementação de cobots.

Da mesma forma, fabricantes de carros estavam procurando maneiras de aumentar o envelope de trabalho dos cobots com instalações no teto, em pórticos e de 7º eixo. Em resposta, a Universal Robots incluiu novas opções de cabos hiper-flexíveis no padrão de cabos da plataforma da e-Series para comportar esses usos.

“O cabo hiper-flexível é feito para aguentar 5 milhões de dobras repetitivas no raio de dobra especificado”, explicou Bom Madsen. “Isso comporta efetivamente instalações de 7º eixo que podem aumentar enormemente o envelope de trabalho do cobot.”

Os fabricantes automotivos também estimularam o desenvolvimento do novo módulo de controle da e-Series que vem com um dispositivo totalmente integrado de 3-position enabling (3PE), releva Croghan.

“Para algumas aplicações, alguns fabricantes europeus descobriram que seria útil ter um 3PE totalmente integrado ao módulo de controle do e-Series. O que fizemos com esse produto é uma integração nativa completa, tanto mecanicamente quanto em termos de software. Então, é muito intuitivo e qualquer um com capacitação e treinamento em nossos cobots vai poder usar com facilidade.”

O desenvolvimento de novos produtos como o novo módulo de controle do e-Series e o padrão de cabos da plataforma são parte do comprometimento com qualidade da Universal Robots, adiciona Croghan. “Nós começamos com a necessidade dos clientes. Então, fazemos um trabalho completo ao criar um produto que atenda às necessidades levantadas. Depois, esses produtos passam por testes rigorosos.”

Seja você um fornecedor Tier 1 ou Tier 2 ou um operador OEM no setor automotivo, os robôs flexíveis da Universal Robots podem te ajudar a aumentar a produção, otimizar seu fluxo de trabalho e otimizar a qualidade. Fale com um de nossos especialistas em aplicações para a indústria automotiva ainda hoje para descobrir mais.