

A Tool Gauge, com sede em Tacoma, Washington, fabrica componentes e conjuntos de metal e plástico de precisão para a indústria aeroespacial. Com contratos de longo prazo com clientes que não podem ser renegociados, a Tool Gauge recorreu à automação para ajudar a mitigar e conter os custos de pessoal em um mercado de trabalho apertado. Dois robôs colaborativos da UR alcançaram esse objetivo, proporcionando economia de mão-de-obra de até 75% e dobrando a produção em aplicações de dispensação de cola e manutenção de máquinas CNC, reduzindo a necessidade de trabalhadores adicionais para trabalhos repetitivos e indesejáveis. A empresa também encontrou novas oportunidades para os funcionários agregarem valor, melhorarem a segurança e ganharem satisfação no trabalho.
Jim Lee, gerente geral da Tool Gauge, enfrenta a dura realidade de fazer negócios em um mercado global. Embora a empresa esteja perto de muitos de seus clientes no Noroeste do Pacífico, esses clientes podem fazer negócios em qualquer lugar do mundo, inclusive em mercados de trabalho muito mais baratos. “Ficou claro para nós que a maneira como podemos competir não é adicionando mais corpos, mas adicionando mais tecnologia e, em seguida, agregando mais valor usando essa tecnologia”, explica Lee, que estava procurando contratar até cem novos funcionários que simplesmente não estavam disponíveis no apertado mercado de trabalho do Noroeste do Pacífico.
Além de ser difícil para um Tool Gauge contratar operadores humanos, as tarefas necessárias também eram difíceis para o trabalho manual – especialmente a distribuição de cola em peças extrudadas de plástico. “A área que a cola precisa ser aplicada é incrivelmente estreita, então, com o tempo, os operadores estavam vendo fadiga em suas mãos, com possíveis ferimentos sendo motivo de preocupação. As taxas de sucata também foram altas”, diz o engenheiro de fabricação da Tool Gauge, Steve Ouzts.
O Tool Gauge precisava construir eficiências - e descobriu que os cobots da Universal Robots (UR) eram a solução perfeita. Lee descreve as três principais vantagens dos robôs colaborativos da UR. “Escolhemos a Universal Robots porque, em primeiro lugar, eles são cobots: sempre tivemos medo de usar a automação porque há um enorme investimento de capital, mas esse não é o caso da Universal Robots. Dois, estávamos preocupados em isolar partes de nossa fabricação para colocar em células de automação, o que não temos a ver com UR. E terceiro, podemos configurar os cobots UR para fazer centenas de coisas diferentes; eles são altamente configuráveis e fáceis de mover. Então, para nós, era realmente a única solução."
O Tool Gauge instalou dois cobots UR para lidar com aplicações repetitivas e de alto trabalho em seus departamentos de peças de metal e plástico. No lado do metal, uma peça usinada de cobre facilmente danificada estava sendo produzida por um mecânico CNC totalmente assistido simplesmente para retirar as peças da calha CNC, limpar, enxaguar, secar e encaixotá-las. Agora, as peças passam por um sensor de proximidade que envia um sinal para um cobot UR3 para captá-las. O cobot coloca as peças em um banho de enxágue e, em seguida, as segura na frente de uma secadora, onde depois são colocadas em células de papelão individuais.
O Tool Gauge foi capaz de usar o assistente de paletização embutido no cobot da UR para programar facilmente o robô para soltar cada peça em uma célula aberta na caixa em um padrão de grade. “Quando colocamos o Universal Robot no lugar, isso representou uma economia de $ 9.000 com o envolvimento reduzido de mão de obra na primeira encomenda, e esperamos executar isso várias vezes no futuro”, diz Lee, que não está mais desperdiçando os talentos de seu maquinista, mas pode fazer com que ele se concentre em projetos de maior valor, como configurar e programar as máquinas CNC.

No departamento de moldagem por injeção, um robô UR5 é usado para um intrincado conjunto de extrusão de plástico, pegando tampas de extremidade para um painel de plástico, movendo-as através de um dispensador de cola. Após a correta dispensação da cola na tampa da extremidade, o UR5 coloca a peça em um atuador sobre uma mesa onde a peça é fixada. Um operador então assume, inspeciona a colagem e remove a peça. Essa tarefa exigia que quatro operadores produzissem cerca de duzentas unidades por dia.

Agora, o aplicativo automatizado exige que um operador que trabalhe com o cobot UR5 produza quatrocentas unidades por dia, com taxas de sucata reduzidas de 15% para apenas 3%. De acordo com a CEO da Tool Gauge, Debbie Lee, a empresa experimentou economias adicionais através de uma diminuição nas lesões por movimentos repetitivos. “Vimos uma redução nas reivindicações trabalhistas e industriais em nosso chão de fábrica, à medida que a robótica assume essas tarefas monótonas”, diz ela.
Jim Lee, General manager, Tool GaugeO que eu pensei que seria uma das operações de montagem mais difíceis - usar um robô para aplicar cola em uma superfície muito complexa - funciona muito, muito bem
Antes da Universal Robots, o engenheiro de fabricação Ouzts tinha pouca experiência em robótica - apenas algum tempo na faculdade usando um robô scara tradicional e não intuitivo. A experiência fácil de programação UR foi um grande benefício. “Ao mudar para a Universal Robots, a natureza intuitiva da interface gráfica do usuário foi o que realmente me atraiu”, diz ele. “Eu realmente aprecio como todos os termos do software estão em termos leigos. Posso entendê-los muito mais facilmente e saber exatamente como o código é executado do início ao fim, e recebo um feedback positivo muito bom graficamente sobre o que minhas ações farão com que o robô faça."
Outro benefício dos Universal Robots é a facilidade de conectar sinais de entrada digitais e analógicos a uma caixa de controle. Ouzts descobriu que usar o sensor de proximidade era tão fácil quanto conectar os fios a uma das entradas digitais de 12 volts, selecioná-lo na tela de E/S no pendant Teach do UR3 e aguardar um sinal do sensor para informar ao cobot quando é hora de pegar uma peça.
Com os cobots da UR, a empresa conseguiu reduzir pela metade a necessidade de 100 novos funcionários, ao mesmo tempo em que contratava trabalhadores para os empregos que eles queriam. Lee diz: "Descobrimos que as pessoas que estavam fazendo o trabalho que o robô faria estavam muito felizes por não ter que fazer mais esses trabalhos. Acho que vamos pedir muito mais porque as pessoas gostam de trabalhar ao lado dos robôs. Eles são simplesmente fantásticos, silenciosos e muito previsíveis em termos do que produzem e do número de coisas que podem fazer. Se você perguntar a todos os nossos funcionários se eles teriam alguma preocupação em trabalhar ao lado de um Robô Universal, seria enfaticamente:"Absolutamente nenhum "."

Na indústria aeroespacial, onde os projetos de produtos podem permanecer inalterados por vinte ou trinta anos, as expectativas de retorno sobre o investimento de capital são mais longas do que muitas outras indústrias. Lee inicialmente pensou que um retorno de três ou quatro anos sobre o investimento do robô seria bom. Ele ficou agradavelmente surpreso com os Universal Robots, vendo o retorno esperado para ambos os robôs em menos de um ano. “Estamos muito entusiasmados com isso”, afirma.

A capacidade dos cobots de serem facilmente movidos e reprogramados para processos adicionais, com mudanças fáceis de ferramentas de fim de braço, permite que o Tool Gauge analise uma ampla gama de tarefas onde as vantagens do cobot podem melhorar os processos e os resultados. Por exemplo, os robôs tradicionais em máquinas de moldagem por injeção podem ser substituídos por cobots, e os cobots podem cuidar de prensas e outras tarefas de usinagem, bem como da montagem final.

O engenheiro Ouzts está ansioso para que os cobots da UR assumam trabalhos adicionais de alto volume, incluindo um para rebitagem e montagem. “Uma peça em particular requer vinte rebites para ser instalada e, como é um volume tão alto, vimos imediatamente um pedido de um robô ali mesmo”, diz ele.

Ouzts parece um pouco surpreso ao explicar o quanto gosta de trabalhar com os robôs. "É bom fazer parte do futuro", diz ele. “É certamente a direção em que a maioria das fábricas está indo, e eu gosto de ver os rostos de todos os outros se iluminarem quando a veem em operação.”
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