A solução de coleta de lixo prolonga a vida útil do equipamento em uma década
Em suma
A PrecisionForm, líder de mercado em pequenas peças metálicas personalizadas, foi desafiada a automatizar a tarefa de coletar peças em caixas profundas e inseri-las em uma máquina CNC. A empresa implantou o sistema ActiNav da Universal Robots para carregamento flexível de máquinas, permitindo que eles aumentassem a competitividade, superassem os desafios trabalhistas, capacitassem sua força de trabalho e estendessem a vida útil de equipamentos mais antigos.
O desafio
Qual é a maior dor de cabeça na automação de uma tarefa? Como apresentar a peça ao robô. Essa foi a conclusão a que a PrecisionForm chegou rapidamente ao automatizar seu projeto inicial; implantar um robô para escolher os anéis do pistão e colocá-los em um micrômetro para inspeção. Como muitas peças no fabricante terceirizado da Pensilvânia, os anéis eram processados em lote e chegavam em grandes caixas, todas misturadas. Para que o cobot os escolhesse, um operador tinha que colocá-los em um padrão de grade em uma bandeja primeiro.
"50-75% do nosso tempo gasto para colocar esse aplicativo em funcionamento foi descobrir como o robô escolheria as peças", diz Alex Corckran, presidente e CEO da PrecisionForm. “Ter um operador colocando peças para o cobot ainda era mais rápido do que fazer todo o processo de inspeção manualmente – mas não seria bom se o cobot pudesse simplesmente pegar diretamente da lixeira e ignorar toda essa etapa?”
PrecisionForm Inc
Pesquisando soluções
A PrecisionForm começou a pesquisar soluções de separação de lixeiras para seu próximo projeto; separação de peças de lixeiras para fresagem CNC. A empresa entrou em contato com vários fornecedores e enviou-lhes amostras de peças para determinar se elas poderiam ser retiradas das lixeiras. "As respostas sempre foram sim: mas...’ e os "mas"nunca foram aceitáveis para nós", diz Corckran, lembrando como alguns sistemas tiveram problemas com peças de certas cores, outros tiveram problemas com peças planas, enquanto alguns sistemas exigiam que o engenheiro do fornecedor saísse e lidasse com a troca de uma peça para a outra.
Pequenos volumes, grandes problemas
Usar um alimentador de tigela para a apresentação da peça não era uma opção viável, explica Corckran. “Os alimentadores de tigelas são eficazes quando você tem volumes muito altos e tem a peça certa para o trabalho. Para outras partes, quando você tem volumes mais baixos, a troca entre uma parte para a outra em um alimentador de tigela é impossível ou simplesmente leva muito tempo para torná-lo eficaz. Em muitos casos, é mais fácil ter uma pessoa fazendo esse trabalho do que mudar o processo de automação.”
Alex Corckran, PrecisionForm CEOTemos de 50 a 100 peças que tocamos semanalmente para inspeção ou processos secundários. A grande maioria dessas peças não é alta o suficiente para justificar ter uma solução totalmente automatizada que não podemos alternar facilmente entre as peças.
Solução de coleta aleatória de lixeiras em ação
Amostras impressionam
Quando a Universal Robots (UR) e a distribuidora UR Applied Controls entraram em contato com a PrecisionForm para sugerir um teste da solução ActiNav, Corckran ficou cético: “Achamos que seria o mesmo que todas as outras soluções de coleta de lixo, onde enviamos uma peça e semanas depois eles nos enviam um ‘Mas.’” No entanto, a PrecisionForm enviou as peças de amostra da equipe ActiNav junto com desenhos CAD e modelos 3D. "Ficamos realmente chocados", diz Corckran. "Enviamos-lhes duas partes, incluindo uma com uma superfície muito pequena e plana que nunca fica na lixeira corretamente e dentro de 24 horas eles nos enviaram três vídeos de demonstração de ActiNav realmente pegando as peças de uma lixeira."
Uma escolha simples de automação
A PrecisionForm já possuía um cobot UR3 e UR5 da Universal Robots; o UR3 lida com o processo inicial de inspeção do anel do pistão e o UR5 carrega e descarrega peças em uma prensa de freio. Com base em suas experiências positivas com os cobots da Universal Robots e nos resultados impressionantes das amostras iniciais de coleta de lixo, a PrecisionForm decidiu comprar um UR5 adicional equipado com a solução ActiNav e implantar para uma tarefa de frutas muito simples e fácil: retirar peças de armas de fogo de uma lixeira e colocá-las em uma máquina CNC. A tarefa tem um tempo de ciclo de 90 segundos e requer um operador em tempo integral para cuidar dela, tornando-a uma tarefa perfeita para automatizar.
Um processo de configuração rápido
O sistema levou talvez um dia para ser configurado e implantado, diz Dan Vazquez, engenheiro de automação industrial da PrecisionForm:
“O primeiro passo é definir o ambiente e calibrar os sensores, o que é muito simples. Você arrasta o braço do robô para os pontos onde deseja colocar os objetos do ambiente e, depois de definir esses pontos, o robô planeja autonomamente seus caminhos com base nessas informações”, diz Dan Vazquez, engenheiro de automação industrial da PrecisionForm. Em seguida, o cobot era simplesmente alimentado com um arquivo CAD da peça a ser colhida. "A ActiNav será capaz de identificar a peça dentro do depósito, bem como a sua posição no efetor final, ao mesmo tempo que planeia autonomamente outros movimentos", explica ele, acrescentando que a PrecisionForm implementou duas estações de preensão no ciclo onde as peças são colocadas para otimizar o tempo de ciclo e dar ao cobot o ângulo correto para escolher a peça para a colocação final.
Capacita os trabalhadores, resolve desafios trabalhistas
A PrecisionForm não pode ser competitiva a nível internacional a partir de Lititz, Pensilvânia, com um operador a operar uma máquina de cada vez, diz Corckran: "Temos muitos trabalhadores muito qualificados. Muitas dessas tarefas muito repetitivas são intermitentes, então muitas vezes nos vemos tendo que pegar uma pessoa altamente qualificada e colocá-la em uma tarefa muito repetitiva, e isso não é ótimo para a moral, e também não é rentável." Após a implantação do cobot, os operadores podem operar três ou quatro máquinas de cada vez, permitindo que a empresa se mantenha competitiva e ajudando-a a superar os desafios relacionados aos requisitos intermitentes de mão de obra temporária. Na experiência de Corckran, quando o trabalho temporário é necessário para assumir tarefas intermitentes, encontrar "pessoas boas e qualificadas para aparecer regularmente quando você precisar delas" é um desafio. O cobot resolve esse problema.
Uma vida útil mais longa para equipamentos legados
A fábrica da PrecisionForm combina o "equipamento CNC mais recente e melhor" com "equipamento de 30 anos que ainda é muito eficaz em seu trabalho", diz Corckran. A capacidade de implementar o ActiNav em equipamentos mais antigos não tem apenas o ROI óbvio de substituir um operador ou permitir que um único operador opere quatro máquinas, explica Corckran, permite que as empresas repensem se esse equipamento precisa ou não ser substituído: “Por exemplo, temos algumas máquinas que produzem peças de volume muito alto, na casa dos milhões por ano. Em algum momento, essas máquinas se desgastam e param de produzir peças 100% boas, ou 99,999%. Na velha realidade, teríamos que substituir essa máquina para nos mantermos competitivos”, diz ele e continua: “No entanto, se pudermos implementar o ActiNav ao lado dessa máquina e inspecionar o 1%de peças defeituosas, acabamos de pegar um equipamento de um milhão de dólares, adicionamos uma solução muito barata e potencialmente tiramos mais dez anos disso.”
Melhorar a produção diária
As tolerâncias das peças fabricadas na PrecisionForm são extremamente rígidas e os clientes examinam cada peça. A fim de manter o equipamento antigo da empresa produzindo no nível que os clientes esperam, os operadores param uma vez por hora por dez a quinze minutos e fazem uma inspeção completa da peça e da matriz. "Isso é tanto quanto 15 a 20 por cento da produção diária perdida, que agora podemos recuperar usando ActiNav" conclui Corckran, acrescentando que em cenários de aplicação futuros, PrecisionForm prevê também o uso de um sistema ActiNav adicional em sua primeira aplicação de inspeção de anel de pistão, eliminando as bandejas carregadas manualmente.
Desafios de automação resolvidos:
Retira com sucesso peças de compartimentos profundos Desafios de apresentação de peças eliminados Substituiu tarefas manuais repetitivas usando automação segura e colaborativa Implantado em equipamentos legados Adequado para implantação em aplicativos adicionais
Principais impulsionadores do valor:
Carregamento flexível da máquina e recursos de coleta de lixo Processos de inspeção aprimorados Funcionários liberados para tarefas de maior valor agregado Estendendo a vida útil do equipamento legado Pequena pegada Colaborativa, segura e fácil de programar
Tarefas resolvidas por robôs colaborativos:
Carregamento da máquina, inspeção do produto e aleatório
Entre em contato com a Universal Robots
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