O grupo interno da Indústria 4.0 da Bilstein já implantou nove cobots UR10, o maior dos modelos UR com alcance de 51 polegadas e carga útil de 22 libras. Um décimo UR10 é usado como modelo de teste para aplicações futuras. "Estamos planejando implementar cerca de outras quarenta aplicações de cobot em nossa organização", diz Albieri, explicando como a empresa criou o conceito de nomenclatura para os novos colegas de cobot. “Precisávamos de um sistema que pudesse ser aplicado sequencialmente a quarenta e cinco a cinquenta cobots e decidimos nos divertir com ele, nomeando-os em homenagem aos presidentes dos EUA”, diz ele com um sorriso. A frota de cobot agora se estende de George Washington a John Tyler.
Frota presidencial de cobots UR10 otimiza a produção
Thyssenkrupp Bilstein
Em suma
Nove robôs colaborativos UR10 implantados na fábrica da fabricante em Hamilton, Ohio, abriram novos caminhos de crescimento para a empresa que fabrica soluções de suspensão de alta tecnologia para a indústria automotiva. Ao automatizar tarefas difíceis de executar, como manutenção de máquinas, montagem e inspeção de produtos, os cobots otimizam a produção e proporcionam um melhor ambiente de trabalho. Isso permitiu que a Thyssenkrupp Bilstein's expandisse seus negócios sem depender da contratação de trabalhadores adicionais em uma área com baixo desemprego. Os planos futuros de implantação incluem mais 40 cobots UR.
O desafio
que a ThyssenKrupp Bilstein enfrentava era um aumento nas demandas dos clientes combinado com requisitos de produtos em rápida mudança. A empresa precisava manter seus processos de fabricação enxutos e flexíveis e não poderia crescer no ritmo desejado simplesmente contratando mais pessoas. O fabricante também se comprometeu com sua força de trabalho existente a diminuir as tarefas ergonomicamente desfavoráveis.
Thyssenkrupp Bilstein
Indústria Automotive and Subcontractors
País North America
Número de Empregados 100-500
Cobot utilizado UR10
Como eles fizeram
Aldo Albieri, Gerente de Operações da ThyssenKrupp Bilstein, descobriu pela primeira vez o potencial da Universal Robots ao visitar pequenas oficinas familiares onde fabricantes com pouca ou nenhuma experiência em robótica estavam automatizando até mesmo tarefas complexas com cobots.
“Eles não usavam gaiolas de segurança e os cobots eram colocados sobre rodas e movidos entre as tarefas. Foi quando as coisas realmente deram certo”, diz o gerente de operações, que desde então supervisiona a implementação de um novo cobot de UR na unidade de Hamilton da Bilstein a cada dois meses por quase dois anos. O gerente de operações não hesita em chamar isso de "revolução" quando descreve a rápida implantação dos braços robóticos colaborativos da Universal Robots em toda a fábrica de Ohio. “Aconteceu em um ritmo incrivelmente rápido, com a gente evoluindo rapidamente de tentativa e erro no início, usando fornecedores para fazer a integração da máquina”, diz Albieri, mas ele logo percebeu que a terceirização das implantações de cobot era o caminho a percorrer. A equipe da Indústria 4.0 de Albieri que gerenciou as aplicações do cobot investigou outras opções, mas ele diz: “Decidimos fazer parceria com um tipo de cobot - e foi quando escolhemos nosso primeiro cobot com a Universal Robots. Percebemos que a UR tinha a solução mais avançada para pick-and-place mais preciso. O cobot é fácil de manter e programar – e apresenta a melhor relação de velocidade e repetição.”
Alinhamento presidencial
Cobots se unem na aplicação de montagem
Uma das aplicações mais atraentes na fábrica de Hamilton conta com os cobots James Monroe e John Quincy Adams trabalhando em conjunto para montar os amortecedores Active Damping System (ADS) da ThyssenKrupp. O ciclo de várias etapas começa com Monroe pegando um tubo interno que alimenta uma máquina de perfuração e, em seguida, coloca-o em uma luminária de transferência onde Adams o pega e o carrega em uma "estação de casamento", onde pega um tubo externo, os casa e os coloca na calha de saída.
Aldo Albieri, Operations Manager, Thyssenkrupp BilsteinSe dependêssemos apenas da contratação de novas pessoas, nunca seríamos capazes de expandir três vezes o tamanho que tínhamos originalmente. Os cobots abriram um novo caminho de crescimento para nós, enquanto conseguimos manter a força de trabalho existente. Nenhum trabalhador perderá o emprego para um robô.
Cobots se unem na aplicação de montagem
Uma das aplicações mais atraentes na fábrica de Hamilton apresenta os cobots James Monroe e John Quincy Adams trabalhando em conjunto na montagem dos amortecedores Active Damping System (ADS) da Thyssenkrupp. O ciclo de várias etapas começa com Monroe pegando um tubo interno que alimenta uma máquina de perfuração e, em seguida, coloca em uma luminária de transferência onde Adams o pega e o carrega em uma "estação de casamento", onde pega um tubo externo, os casa e os coloca na calha de saída.
Inspeção 100%
Outra tarefa agora automatizada é a inspeção de qualidade, onde quatro cobots medem a inspeção e verificam a crimpagem pós-preenchimento e a montagem final das peças. "Quando fizemos a inspeção do medidor antes, verificávamos duas partes a cada uma ou duas horas para ter certeza de que ainda estávamos onde pensávamos, mas agora temos 100%de inspeção", diz Doug McIe, engenheiro de fabricação da thyssenkrupp Bilstein. O cobot implantado na montagem final é equipado com uma câmera Cognex e se move rapidamente entre os pontos de inspeção para garantir que todos os componentes estejam na posição correta e que a etiqueta seja aplicada corretamente e seja legível. "Cada peça que vem é verificada e, se falhar, o robô realmente a rejeita no processo", explica McIe.
ROI de 10 a 14 meses
Desde que a Bilstein começou a trazer a automação cobot internamente, o ROI nos cobots UR melhorou. "Temos projetos com ROIs mais longos e mais curtos", diz Albieri. “Mas nossa zona de conforto é um período de retorno de cerca de 10 a 14 meses para justificar o investimento. Os cobots são definitivamente um retorno de investimento mais rápido do que os robôs tradicionais."
Liberar mão de obra para trabalhar em outras tarefas desempenha um papel significativo na obtenção de um ROI rápido. “Os cobots da UR nos deram a oportunidade de crescer, expandir, criar mais empregos e transferir nossos recursos mais valiosos - nossos recursos humanos - para novos projetos, onde o know-how era mais necessário”, diz Albieri. “Se dependêssemos apenas da contratação de novas pessoas, nunca seríamos capazes de expandir três vezes o tamanho que tínhamos originalmente. Os cobots abriram uma nova avenida de crescimento para nós, enquanto conseguimos reter a força de trabalho existente. Nenhum trabalhador perderá o emprego para um robô.”
Nenhuma experiência anterior em robótica
A equipe de engenharia que desenvolveu os aplicativos cobot não tinha nenhuma experiência anterior em robótica. "Começamos fazendo tarefas simples de pegar e colocar para começar", diz McIe. “Em seguida, foi descobrir a interface com as máquinas, foi um pouco mais difícil, mas depois que terminamos, ela se espalhou muito rapidamente e começamos a ver aplicativos em toda a fábrica que quase podíamos copiar e colar.” O Engenheiro de Processos Jordan Osterholt explica como os módulos de treinamento gratuitos da UR Academy no site da UR foram fundamentais na fase de desenvolvimento. "Eu faria o tour de como programar o robô e caminhar direto para o nosso robô de teste e aplicar o que aprendi", diz ele.
Testar novas aplicações com o software UR+
O robô de demonstração está sobre rodas para que possa simplesmente ser enrolado no lado da máquina para testar uma tarefa. "Podemos ligar o cobot a uma tomada normal de 110V e começar a testar imediatamente", explica McIe. “Com um robô industrial tradicional, teríamos que primeiro fazer furos e aparafusá-lo ao chão. Isso nos poupa muito tempo." Além de implantar um robô de teste para desenvolver novas aplicações, a Bilstein também usa o software RoboDK certificado através da plataforma UR+ para ser plug-and-play com cobots UR. "As simulações de software realmente nos ajudam a descobrir se nosso tempo de ciclo será preciso o suficiente para que valha a pena prototipar as ferramentas e divulgá-las", diz McIe. “Podemos colocar o esforço na tela do computador e, quando o entregamos, está quase pronto."A equipe da Indústria 4.0 está agora trabalhando na inversão de dois cobots UR10 em um [extensor de alcance do 7º eixo] certificado pela UR+ (https://www.universal-robots.com/plus/products/vention/7th-axis-range-extender-by-vention/) da Vention, e está planejando continuar o lançamento acelerado, introduzindo um novo cobot no chão de fábrica a cada dois meses. “Há tantas oportunidades por aí”, conclui Albieri. “O céu é o limite.”
UR+ produtos utilizados:
Software de Simulação e Programação Offline do RoboDK
Trocador Automático de Ferramentas QC11 da ATI
Vention's 7th Axis Range Extender.
Novo colega cobot
O operador E.J. Seck, que costumava cuidar manualmente de uma máquina CNC e de um perfurador, gosta de seus novos colegas cobot que assumiram essas tarefas. “Antes dos robôs era uma loucura, mas agora meu trabalho está muito mais organizado”, conta. “Posso tomar meu tempo e fazer minhas verificações de qualidade e meus relatórios de produção. Não vou perder a conta de quanto corri porque posso me concentrar nisso mais do que correr em círculos.”
O cobot John Adams
O cobot John Adams escolhe e coloca uma peça seguida de uma inspeção de bitola. “Antes, verificávamos duas partes a cada uma ou duas horas para ter certeza de que ainda estávamos onde pensávamos estar; mas agora temos 100%de inspeção”, diz Doug McIe, engenheiro de fabricação da thyssenkrupp Bilstein
Trabalhando em conjunto
Thomas Jefferson (à esquerda) e Andrew Jackson cobots trabalham em conjunto na transição de tubos de aço recém-formados da operação de soldagem para o processo de perfuração.
Desafios de automação resolvidos:
Desenvolveu novos caminhos de crescimento automatizando tarefas difíceis de executar Aumento da qualidade do produto como resultado de 100%de inspeção 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 Funcionários aliviados de tarefas ergonomicamente desfavoráveis
Principais impulsionadores do valor:
10-14 meses de ROI Colaborativo e seguro Programação fácil Melhor opção de cobot para velocidade vs. repetibilidade
Tarefas resolvidas por robôs colaborativos
Tendência de CNCs, máquinas de punção e conformação, pick-and-place, montagem, inspeção do produto
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