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Os cobots UR oferecem uma solução de automação segura e fácil de usar

Sistemas Optipro

Em suma

A OptiPro Systems, fabricante de equipamentos de fabricação óptica de precisão, enfrentou o aumento da demanda dos clientes para oferecer uma solução automatizada que pudesse medir – em processo – os produtos que os clientes da OptiPro fabricam em suas máquinas. O OptiPro encontrou a solução na Estação de Trabalho Q-Span ® da New Scale Robotics, um Kit de Aplicação para medição de peças pequenas alimentado por um cobot UR3 da Universal Robots.

Com sede no norte do estado de Nova York, a OptiPro Systems desenvolve instrumentos de moagem, polimento e metrologia de precisão para a indústria óptica desde o final dos anos 80. Cada vez mais, os clientes da empresa passaram a solicitar soluções turnkey. “Em vez de os clientes comprarem máquinas e equipamentos individuais para suas soluções de fabricação, agora podemos lidar com todo o processo, fornecendo-lhes uma célula que mede e fabrica os espaços em branco e os transforma em uma peça de trabalho final”, diz David Mohring, Coordenador de Metrologia da OptiPro Systems. O controle de qualidade é crucial, uma vez que a maioria dos clientes do OptiPro fabrica peças para os setores médico e militar que exigem 100%de inspeção.

Optipro Systems

Indústria Metal and Machining
País North America
Número de funcionários 50-100
Cobots usados UR3
Vídeo — Optipro Systems, EUA

Atualizando uma solução existente

A OptiPro Systems já havia implementado robôs colaborativos da Universal Robots internamente para cuidar da retificação e máquinas CMM que fabricam protótipos. Quando a New Scale Robotics lançou o Q-Span ® Workstation Kit, o OptiPro tomou nota. "Vimos uma oportunidade única de oferecer uma solução segura e fácil de usar para medição em processo alimentada por cobots com os quais já nos sentíamos confortáveis", diz Kyle Wood, Supervisor de Fabricação de Óptica da OptiPro Systems.

OQ-Span ® Workstation é um Kit de Aplicação UR+, o que significa que foi testado e certificado para se integrar perfeitamente com os cobots UR – neste caso, o cobot de mesa da UR, o UR3. O Kit de Estação de Trabalho Q-Span ® inclui pinças-garra robóticas, peças e acessórios de amostra e um carrinho de estação de trabalho versátil que se move facilmente pela instalação. O OptiPro agora fornece o Kit de Estação de Trabalho Q-Span ® como parte de células de usinagem completas, incorporando moedor, polidores e estações de metrologia. Quando as peças saem de uma retificadora OptiPro, o Q-Span® Workstation mede imediatamente as peças em um cenário de aprovação/reprovação. Se as peças passarem, elas passam para a máquina CMM para medição adicional.

O Q-Span® Workstation Kit é um UR+ Certified Application Kit, projetado e fabricado pela New Scale Robotics para trabalhar com os robôs colaborativos Universal Robots e-Series (cobots). Ele automatiza o tedioso processo de medir manualmente peças pequenas para controle de qualidade e registrar os dados para análise estatística.Antes que o cobot UR3e equipado com a pinça-caliper da New Scale comece a medir um novo tipo de peça, o usuário precisa informar ao codificador absoluto embutido da pinça qual é a nova distância entre as pontas dos dedos, ensinando-lhe o novo "valor do mundo real" entre os pontos de contato usados para inspeção. Os utilizadores podem definir esta referência diretamente no software URCap no Teach Pendant do cobot UR3.

Vimos uma oportunidade única de oferecer uma solução segura e fácil de usar para medição em processo alimentada por cobots com os quais já nos sentíamos confortáveis

Kyle Wood, Optics Fabrication Supervisor
Detetar problemas mais cedo

Detetar problemas mais cedo

Medir as peças em processo é vital para o processo de fabricação, diz Mohring: “Em vez de produzir um monte de peças que não são medidas até mais tarde, a medição em processo captura problemas imediatamente, o que reduz a sucata e garante que não continuemos o processo de fabricação enquanto estamos fabricando peças ruins.”

Mike Cahill, Engenheiro Mecânico da OptiPro Systems explica como a estação de trabalho Q-Span ®, por exemplo, pode medir cilindros de vidro que saem da retificadora OptiSonic da empresa. O cilindro é feito por uma broca de testemunhagem que, como um mini-martelo, oscila através de uma grande pilha de vidro. "A tecnologia OptiSonic prolonga significativamente a vida útil da ferramenta, mas é inevitável que a broca de ferramenta diamantada se desgaste ao longo do tempo como parte do processo de moagem, de modo que o tamanho real da peça de trabalho resultante desse processo de fabricação varie", diz ele. "Ter a Estação de Trabalho Q-Span ® medindo imediatamente a espessura do núcleo de cada cilindro nos permite, de forma não tripulada, detectar problemas fora da tolerância imediatamente e alterar as brocas ou a taxa de alimentação, se necessário."

Milhares de dólares em poupanças

Milhares de dólares em poupanças

Isso significa reduzir o desperdício de materiais preciosos. Kyle Wood dá um exemplo de quão precioso: “Vários de nossos clientes usam germânio, que vale mais do que ouro em peso bruto, então estamos falando de milhares de dólares em economia”, diz ele, enfatizando também o delicado manuseio de peças fornecido pelo Q-Span® Workstation. “Usando o cobot, nossos clientes agora evitam que o material quebradiço quebre e as bordas afiadas sejam fraturadas ou lascadas pelo manuseio manual. OQ-Span ® Workstation permite uma operação não tripulada que pode produzir milhares de peças de trabalho quando os tamanhos dos lotes são grandes, levaria um operador manual seis etapas para fazer o que o Q-Span® pode realizar em um ciclo. Somado a isso, tiramos a variância humana da equação”, afirma. "Também podemos medir uma variedade de peças diferentes sem mudar a garra, o que nos permite passar rapidamente de um projeto para o outro."

Implantação flexível com segurança integrada

“Você pode realmente trazer o Q-Span® Kit diretamente para suas instalações e, em questão de horas, fazer com que ele meça as peças sem contratar um integrador para passar horas trabalhando para obter um conjunto de robôs com ferramentas duras em seu sistema.”

Quinlivan explica que a New Scale Robotics escolheu o cobot UR3 para alimentar o Q-Span ® Workstation Kit por vários motivos: “O UR3 tem um ótimo fator de forma e fornece uma plataforma de código aberto, permitindo-nos desenvolver um URCap, que é um aperto de mão de software entre o nosso sistema e o robô”, diz ela, explicando que isso possibilita ao usuário programar todo o aplicativo diretamente através do pendente Teach do próprio UR3e que pode alimentar dados de medição diretamente nos bancos de dados do cliente.

A OptiPro Systems trabalhou com uma variedade de robôs diferentes, diz Mohring. "A facilidade de uso e a natureza colaborativa do cobot UR têm sido fundamentais para implementá-lo em nossas células de trabalho, não precisamos gastar muito tempo desenvolvendo técnicas e aprendendo diferentes algoritmos de programação, como com algumas das outras opções disponíveis", diz ele, acrescentando que o fato de o UR3e ser um cobot permite que ele opere ao lado dos funcionários e se encaixe nos fluxos de trabalho existentes. “Devido à segurança integrada do cobot, ele oferece as vantagens da automação flexível sem os custos de robôs industriais fixos. Não precisamos adicionar todas as proteções e lasers extras, como acontece com os robôs tradicionais. Podemos simplesmente rodar o Sistema Q-Span® entre máquinas; pode ser um moinho básico de três eixos, até uma plataforma de retificação simultânea de seis eixos - ou uma plataforma de polimento - é flexível o suficiente para que possamos colocá-lo em cada uma de nossas máquinas.”

“Por causa da segurança integrada do cobot, ele oferece as vantagens da automação flexível sem os custos de robôs industriais fixos. Não precisamos adicionar todas as proteções e lasers extras como nos robôs tradicionais. Podemos simplesmente rodar o Sistema Q-Span® entre máquinas”, diz Dave Mohring, Coordenador de Metrologia da OptiPro Systems.
“Por causa da segurança integrada do cobot, ele oferece as vantagens da automação flexível sem os custos de robôs industriais fixos. Não precisamos adicionar todas as proteções e lasers extras como nos robôs tradicionais. Podemos simplesmente rodar o Sistema Q-Span® entre máquinas”, diz Dave Mohring, Coordenador de Metrologia da OptiPro Systems.
Prevenção de estrangulamentos

Prevenção de estrangulamentos

Ter a estação de trabalho Q-Span ® medida em processo na máquina de moagem, classificando as peças em caixas de aprovação/reprovação, também ajuda a evitar gargalos mais adiante na linha no laboratório de metrologia explica Mohring: “Capturar peças fora de tolerância ali mesmo na célula de fabricação no início do processo sem ter que enviá-las para uma máquina CMM no laboratório de metrologia economiza muito dinheiro e tempo para nossos clientes.” Somente as peças que passam na medição em processo do Kit Q-Span ® passam para uma máquina CMM para verificação dimensional completa.

Redução de custos e aumento da eficiência

Redução de custos e aumento da eficiência

"Muitas vezes, na fabricação de óptica, há uma configuração de célula onde há uma operação de moagem, uma operação de polimento e, em seguida, uma operação de metrologia, tudo dentro de uma célula de trabalho", diz ele. “Não ter uma pessoa em cada máquina é uma grande redução de custos – e em um cenário de Covid com força de trabalho interna reduzida, tem sido um grande trunfo para nossos clientes, pois eles não precisam ter tantas pessoas trabalhando juntas nas proximidades.”

Ideias para o futuro

Ideias para o futuro

A adição do Kit de Estação de Trabalho Q-Span ® como parte da oferta chave na mão do Sistema OptiPro levou a muitas ideias para projetos futuros. “Também nos deu confiança em adicionar um elemento de inovação à produção futura ou existente com os cobots da UR, o que será cada vez mais importante”, diz Kyle Wood.

Desafios de automação resolvidos:

  • Inspeção 100% em processo das peças alcançadas
  • Substituiu medições manuais menos precisas e menos repetíveis que podem lascar ou danificar peças de trabalho quebradiças
  • Implantação flexível em várias máquinas
  • Permitiu a operação não tripulada da inspeção de qualidade em processo, crítica em um cenário de Covid com redução da força de trabalho interna

Principais impulsionadores de valor:

  • Fornece medição em processo, capturando imediatamente peças fora de tolerância
  • Reduz a sucata
  • Evita gargalos no laboratório de metrologia
  • Pegada pequena
  • Maior flexibilidade na implantação de trabalhadores
  • Colaborativo e seguro
  • Fácil de programar
  • Kit completo para inspeção DE qualidade

Tarefas resolvidas por robôs colaborativos:

  • Medição em processo de peças pequenas fabricadas por máquinas ópticas de precisão.

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