Robô colaborativo para paletização, para a indústria alimentar, com sistema de visão que funciona em espaços apertados

A produtora de carne norueguesa Nortura precisava otimizar a paletização, mas com espaço limitado e um orçamento apertado. Um robô UR10 com um sistema de visão montado no teto forneceu um sistema de paletização rentável e de alto desempenho em um quinto do espaço normalmente necessário. Se não estão presentes paletes, o espaço fica disponível para outros processos.

Desafio:
Robôs de paletização típicos exigem uma grande célula fixa com gaiolas de segurança, o que ocupa um grande espaço. A Nortura queria poder paletizar continuamente e sem parar a linha de produção, mas precisava de flexibilidade para usar o espaço para outros processos, se não houvesse paletes no local.

Com um orçamento limitado, a Nortura teve o desafio adicional de encontrar um robô de 6 eixos rentável que tivesse o alcance e a capacidade de carga necessários para empilhar caixas de diferentes tamanhos e pesos em diferentes alturas em um palete. O robô também precisaria ser flexível e fácil de programar para trabalhar com o sistema de visão, e confiável o suficiente para funcionar com uma supervisão mínima.

Solução:
A Nortura queria otimizar a paletização, mas não podia usar um robô de paletização tradicional, que requer uma grande célula permanente com uma gaiola de segurança. O integrador de robótica norueguês Rocketfarm AS personalizou um sistema de visão para complementar o robô colaborativo da Universal Robots UR10 para uma abordagem inovadora, de pequenas dimensões. A câmera de visão IFM O2D222 fica montada no teto acima do robô, que está montado abaixo em um suporte estreito e está equipado com o dispositivo de preensão a vácuo Unigripper SMS 80-200. Enquanto está no modo de espera, o espaço ocupado pelo robô montado é de apenas 0,5m². A área de trabalho do robô é simplesmente um espaço pintado no chão, que marca onde os operadores colocarão um palete vazio. "Nós usamos talvez de 10 a 20 por cento do espaço que um robô tradicional usaria," diz Lars Bårdgard Åstveit, desenvolvedor na Rocketfarm AS. "Quando não há nenhum palete ali, o espaço está livre. É como se o sistema de paletização não existisse."

Uma vez que uma palete livre é colocada no chão, o sistema de visão o detecta automaticamente, bem como as caixas se movendo na correia transportadora, e ele começa a paletização por conta própria. "Ninguém precisa dizer ao robô, 'há uma caixa aqui agora, vá e paletize-a', acrescenta Åstveit. "O sistema apenas o vê e começa a paletização." O programa do robô de 6 eixos pode ser facilmente personalizado para empilhar caixas de tamanhos diferentes no padrão que o cliente da palete precisa, como virar caixas de modo que os rótulos de caixa sejam visíveis em todos os lados do palete. O robô pode empilhar uma média de 20 paletes a cada dia, até um total de 1700 caixas por dia.

Uma vantagem adicional é que o robô pode proporcionar a verificação de erros para as máquinas anteriores na linha de produção. Enquanto os seres humanos podem não notar que uma caixa não foi preenchida corretamente, o robô mede o peso de cada caixa e sinaliza se uma caixa possui menos pacotes dentro. "O UR10 é um robô que tem todas as especificações corretas", afirma Åstveit. "É barato, tem um alcance que muitos outros robôs colaborativos não têm, e tem a capacidade de carga para que ele possa levantar os produtos que nós precisamos que ele levante. E é bastante flexível em sua programação."

Mas o aspecto mais importante foi a sua capacidade de trabalhar com segurança ao lado de funcionários humanos. O robô UR10 para automaticamente se ele se depara com algo que não faz parte do caminho planejado, mesmo se isso for um ser humano em pé sobre uma palete vazia. "Se ele não tivesse essa capacidade, não poderíamos usar este robô", diz Åstveit. "Este é um recurso crítico e indispensável. Sem as características de segurança do UR10, não poderíamos fazer este trabalho."

A Nortura estima que o retorno do investimento para o sistema de paletização será inferior a um ano, mesmo executando um único turno, e eles têm a capacidade de executar mais turnos se for necessário para um retorno ainda mais rápido. De fato, a Nortura estava tão satisfeita com o sistema que imediatamente encomendou mais dois sistemas para funcionar em diferentes linhas de produção que serão executadas ainda mais rápido com caixas menores. 

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