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Cobots Assumem Tarefas Indesejáveis, Otimizam Montagem e Embalagem em 30%

Darex

Em resumo

A Darex, fabricante de brocas e afiadores de facas, executa linhas de produção de ritmo acelerado com muitas tarefas repetitivas e ergonomicamente hostis. A empresa implementou a Universal Robots em aplicações de parafusamento e montagem de caixas, escalando rapidamente a instalação inicial para uma linha de automação completa com várias estações de trabalho programadas através da interface da Universal Robots. Todo o sistema é desenvolvido internamente.

O desafio

Darex, uma empresa familiar de quarta geração com sede em Ashland, Oregon, precisava adicionar mais produtos às suas linhas sem contratar mais pessoas. "Basicamente, preciso fazer mais com a mesma quantidade de recursos", diz John Griffin, diretor de operações da Darex, explicando que a área de Ashland está enfrentando uma escassez de trabalhadores disponíveis. Darex também precisava de uma solução que não precisasse de um novo espaço dedicado. "Temos uma pequena área de produção, então eu queria algo que não exigisse uma célula separada, mas que se encaixasse diretamente em nossa linha de montagem", diz Griffin, que estava procurando automatizar o aplicativo de parafusamento da empresa, montando a caixa de plástico do afiador de facas junto com a estação onde as caixas são montadas e embaladas com caixas de produtos. Para a montagem de caixas, a empresa considerou o uso de construtores de caixas. “Mas eles eram limitados no que fariam e só trabalhavam em uma certa variedade de caixas. Queríamos mais flexibilidade”, diz Griffin.

Darex

Indústria Electronics & technology
País United States
Número de Empregados 100-500
Cobots utilizados UR5 & UR3
Veja como os cobots assumem tarefas indesejáveis, otimizando a montagem do produto, a montagem da caixa e a embalagem em 30%

A solução

Griffin tinha visto a Universal Robots em muitas feiras. "Eles pareciam ser simples de programar, e até mesmo fornecedores que não estavam vendendo robótica estavam usando esses robôs em seus estandes", lembra ele. “Então isso meio que me disse: ‘Uau, este é realmente o mais popular.’ ’Uma das razões para o uso generalizado dos cobots são seus mecanismos de segurança integrados que param automaticamente o braço do cobot quando ele encontra obstáculos em sua rota. Uma vez que uma avaliação de risco é realizada, os cobots podem então operar sem enjaulamento de segurança." Agora posso fazer com que as pessoas trabalhem ao lado dos cobots sem um monte de enjaulamentos ", diz o diretor de operações.

Estamos cerca de 30% mais eficientes. Tenho mais flexibilidade, pois é preciso menos pessoal para executar essa linha, para que eu possa concentrar as pessoas em diferentes áreas e executar produtos diferentes. Antes, construíamos apenas dois produtos por semana, agora podemos construir quatro produtos por semana.

John Griffin, Director of operations, Darex
ROI em menos de um ano, aumento de 30% na eficiência

ROI em menos de um ano, aumento de 30% na eficiência

Não ter que gastar recursos em proteções de segurança caras e complicadas também ajudou a tornar os robôs colaborativos atraentes em termos de preço. "Para o ROI na compra dos cobots, inicialmente previ que levaria cerca de dezesseis meses", diz Griffin, que ficou positivamente surpreso ao ver os cobots da UR se pagarem em menos de um ano. “Estamos cerca de 30% mais eficientes. Tenho mais flexibilidade, pois é preciso menos pessoal para executar essa linha, para que eu possa concentrar as pessoas em diferentes áreas e executar produtos diferentes." Em vez de construir apenas dois produtos por semana, a Darex agora pode construir quatro produtos por semana.

Acionamento por parafuso: a fruta madura de baixo peso para automação

A tarefa de montar os afiadores de facas parecia um lugar lógico para a Darex iniciar seu projeto de automação. “Tradicionalmente, teríamos um operador com uma pistola de parafuso pneumática recuperando um parafuso de um apresentador de parafuso, colocando-o na máquina e levando-o ao torque - um trabalho muito monótono e ergonomicamente hostil”, diz Griffin. Para aliviar os operadores dessa tarefa indesejável, a Darex escolheu o cobot de mesa UR3. A empresa conseguiu manter exatamente a mesma configuração com o apresentador de parafuso e a pistola de parafuso; a única coisa que diferia era o cobot agora fazendo a tarefa. Sam Jacobson, supervisor de engenharia de produção da Darex, conta como os operadores às vezes perdiam as inserções dos parafusos, pois os orifícios nas caixas eram difíceis de ver. "O UR3 atinge todos os parafusos o tempo todo e, se não, ele nos notificará imediatamente", diz ele. “Definitivamente, vimos um aumento na qualidade do produto devido aos cobots.”

A UR3 monta as carcaças plásticas dos afiadores de facas da Darex. O cobot de mesa é equipado com um alimentador de parafuso pneumático e uma broca. Primeiro, o UR3 posiciona o alimentador de parafuso acima dos orifícios e os parafusos são alimentados nos orifícios. O cobot então volta e aciona os parafusos no invólucro de plástico, usando a broca.
A UR3 monta as carcaças plásticas dos afiadores de facas da Darex. O cobot de mesa é equipado com um alimentador de parafuso pneumático e uma broca. Primeiro, o UR3 posiciona o alimentador de parafuso acima dos orifícios e os parafusos são alimentados nos orifícios. O cobot então volta e aciona os parafusos no invólucro de plástico, usando a broca.
O cobot se torna o cérebro

O cobot se torna o cérebro

O sucesso do aplicativo de parafusamento rapidamente estimulou a Darex a olhar para toda a sua configuração de linha de montagem sob uma nova luz. “Como nossa primeira aplicação correu tão bem, decidimos aumentar a aposta e adicionar o sistema de transporte e todos os PLCs que controlam coisas como a prensa pneumática e adicionar outro robô UR no lado do boxe”, diz Jacobson. “Na verdade, decidi usar o controlador UR para programar e manusear toda a linha, usando a comunicação Modbus para conectar os diferentes PLCs através do pendente Teach do cobot UR”, explica ele. “Eu poderia programar tudo isso tão rapidamente, fiquei muito feliz com essa decisão.”

Montagem da caixa: UR5 lida com ciclo de várias etapas

Montagem da caixa: UR5 lida com ciclo de várias etapas

Dobrar caixas em forma e embalá-las com produtos era outra tarefa impopular e ergonomicamente hostil na Darex. O cobot de tamanho médio da Universal Robots, o UR5, assumiu e agora está lidando com todo o ciclo que começa com o cobot pegando uma caixa de uma cassete e dobrando-a em forma. Ele coloca a caixa dobrada em uma plataforma de preparação, pega quatro caixas individuais que chegam ao transportador e as carrega na caixa. Quando a caixa está cheia, o cobot fecha a tampa e empurra a caixa através da estação de gravação.

O concurso para se tornar o novo técnico de robôs da Darex

O concurso para se tornar o novo técnico de robôs da Darex

Quando a Darex inicialmente comprou os cobots, o supervisor de produção estava tentando pensar em maneiras de deixar a equipe de produção animada por ter um robô entre eles. Ele também precisava de um membro da equipe dedicado na linha para ser o técnico do robô que poderia supervisionar todas as operações do robô. “Então eu inventei essa pequena competição”, diz Griffin. “Eu dei a todos o endereço da UR Academy, disse a eles para estudarem sobre isso e os convidei para competir pelo trabalho, usando o conhecimento da Academy.” A UR Academyconsiste em nove módulos interativos on-line que cobrem a programação e a configuração básicas do cobot da UR. A Darex realizou várias rodadas de concursos onde os funcionários eram obrigados a programar os cobots. A vencedora foi Brittany Mohrman, de 26 anos. “Foi muito emocionante ter a oportunidade de fazer algo diferente, então entrei de cabeça, aprendi tudo o que pude, com o objetivo de vencer a competição. O treinamento da UR me ensinou coisas como entender diferentes ciclos do programa, ajustar as mudanças de waypoint e saber onde está o ponto de gravidade central da ferramenta no robô. Meu trabalho é definitivamente mais interessante agora.”

A paletização é a próxima

A paletização é a próxima

A próxima tarefa que a Darex está procurando automatizar é paletizar as caixas à medida que elas saem da estação de vedação de fita. "Muitos dos nossos produtos e caixas são muito semelhantes em tamanho e forma, por isso parece que seria uma boa próxima aplicação", diz Griffin. “Isso também evitaria que nossos funcionários tivessem que alcançar e se curvar o tempo todo. Olhando para a linha de montagem que já criamos, também poderíamos facilmente pegá-la e replicá-la mais duas ou três vezes em nossa área de produção e realizar a mesma coisa com outros produtos.”

Automação Eficiente de Embalagens

Automação Eficiente de Embalagens

O cobot UR5 da Universal Robots lida com todo o ciclo de montagem e embalagem da caixa na Darex; o cobot pega o papelão da cassete, dobra-o em forma, adiciona quatro caixas, fecha a tampa e empurra-o através do selador de fita e pelo transportador de saída.

Protegendo a Produtividade

Protegendo a Produtividade

Os cobots UR têm um sistema de segurança integrado e limitador de força que faz com que o braço do cobot pare automaticamente se encontrar obstáculos inesperados em sua rota. Como precaução adicional de segurança, a Darex adicionou scanners de área que são ativados quando os funcionários cruzam as linhas listradas amarelas e pretas no chão (visíveis à direita), delineando os limites do envelope de trabalho. Uma vez que os scanners de área são ativados, eles enviam um sinal ao robô para diminuir sua velocidade de operação. Quando os funcionários saem do envelope de trabalho, o cobot pega sua velocidade habitual.

Jovem Talento Brilha

Jovem Talento Brilha

Brittany Mohrman, de 26 anos, é a" nova " técnica robótica da Darex.’ Usando os módulos de treinamento robótico online gratuitos através da UR Academy, ela venceu o concurso de programação da empresa para o trabalho.

Controlo e monitorização contínuos

Controlo e monitorização contínuos

Está disponível uma visão geral das estações controladas pelo Modbus, juntamente com todas as entradas e saídas e o seu estado em tempo real, através do Teach Pendant do próprio cobot da UR, onde o operador pode agora controlar toda a linha de montagem.

Adicionar cobots UR à linha de produção da Darex permitiu à empresa mais flexibilidade. "Agora posso realocar meus funcionários em tarefas de maior valor agregado e concentrar minha força de trabalho em outras áreas de produção", diz John Griffin, diretor de operações da Darex.
Adicionar cobots UR à linha de produção da Darex permitiu à empresa mais flexibilidade. "Agora posso realocar meus funcionários em tarefas de maior valor agregado e concentrar minha força de trabalho em outras áreas de produção", diz John Griffin, diretor de operações da Darex.

Desafios de automação resolvidos:

  • Atingiu 30%de aumento de eficiência
  • Flexibilidade de produção, permitindo quatro construções de produtos por semana versus duas no passado
  • Aumento da qualidade do produto na aplicação de aparafusamento
  • Capacidade de automatizar sem enjaulamento de segurança, permitindo a operação lado a lado com os trabalhadores de linha
  • Manutenção zero sem tempo de inatividade ou interrupções da linha
  • Eliminação de fluxos de trabalho repetitivos e ergonomicamente hostis

Principais impulsionadores do valor:

  • Menos de 12 meses de ROI
  • Programação fácil
  • Colaborativa e segura
  • Capacidade de controlar toda a linha de montagem através do controlador UR

Tarefas resolvidas por robôs colaborativos:

  • Montagem DA caixa, embalagem
  • Controle DA linha DE montagem DO parafuso DE acionamento

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