Este processo de fabricação pode ser automatizado com um robô?

Um processo de fabricação geralmente é um bom candidato para automação robótica quando a tarefa é repetitiva, as peças são razoavelmente consistentes de ciclo para ciclo e o volume de produção é alto o suficiente para pagar o investimento dentro de um prazo aceitável – mas nenhuma dessas condições precisa ser perfeita, uma vez que acessórios, sistemas de visão e robôs colaborativos podem compensar a variabilidade moderada ou o volume menor. A verdadeira avaliação não é uma simples lista de verificação de sim ou não; é uma comparação estruturada entre o que seu processo realmente exige e o que uma configuração específica de robô pode oferecer, e é por isso que os fornecedores pedem dados reais de produção em vez de uma descrição geral antes de dar uma resposta significativa.

Principais conclusões

• A repetitividade e a consistência das peças são mais importantes para a viabilidade da automação do que o setor específico ou o tipo de processo – uma tarefa altamente repetitiva, mas de baixo volume, ainda pode valer a pena automatizar.

• O volume de produção afeta o período de retorno do investimento, e não a viabilidade em si — robôs colaborativos e ferramentas flexíveis reduziram o limite de volume onde a automação faz sentido financeiro.

• A produção de alta mistura e baixo volume não é automaticamente excluída da automação – os cobots e as ferramentas de troca rápida são especificamente adequados para ambientes onde a variedade de produtos é alta e os tamanhos dos lotes são pequenos.

• O maior fator para obter uma resposta precisa de viabilidade de um fornecedor é a qualidade das informações que você fornece antecipadamente – descrições vagas produzem respostas vagas e não confiáveis.

• Alguns processos ainda hoje são maus candidatos à automação robótica: tarefas de avaliação manual altamente variáveis, trabalho único de volume extremamente baixo e processos em que a variação das peças recebidas excede o que a fixação ou a visão podem compensar de forma confiável.

As três questões que realmente determinam a viabilidade

Antes de avaliar um robô ou estação de trabalho específico, três questões fundamentais determinam se um processo é um candidato realista à automação.

1. A tarefa é repetitiva o suficiente para ser programada?

Os robôs são excelentes em executar a mesma sequência de movimento de forma confiável, repetidamente. Uma tarefa com uma sequência de movimentos clara e repetível – selecionar, posicionar, soldar, carregar, descarregar – é inerentemente mais automatizável do que uma tarefa que exige julgamento humano situacional constante. Isso não significa que as peças tenham que ser sempre idênticas; isso significa que a sequência de ações deve ser definível.

2. As peças recebidas são consistentes o suficiente para que o robô as localize e manuseie de maneira confiável?

Muitas vezes, esse é o verdadeiro gargalo, mais do que o processo em si. Um robô precisa saber onde está uma peça e como ela está orientada para agarrá-la, soldá-la ou posicioná-la corretamente. Peças que variam significativamente em posição, orientação ou dimensão de ciclo para ciclo exigem fixação mais rígida a montante, um sistema de visão para localizar peças dinamicamente, ou ambos — e cada um deles adiciona custo e complexidade à solução de automação. As peças provenientes de um processo anterior bem controlado (fixação consistente, tolerância dimensional restrita) são dramaticamente mais fáceis e baratas de automatizar do que peças com variação significativa de peça para peça.

3. O volume de produção suporta um período de retorno razoável?

A automação não é gratuita, portanto o volume e a duração da obra precisam justificar o investimento. Isso não significa que apenas a produção em massa de alto volume se qualifica – significa que a matemática precisa funcionar para sua situação específica, que depende do custo da mão de obra, dos padrões de turno, de quanto tempo o produto estará em produção e do tipo de automação que está sendo considerado.

Por que o volume de produção não é um corte simples

Há um equívoco comum de que a automação de robôs só faz sentido acima de algum limite de volume universal – na prática, o volume que justifica a automação depende muito do custo de mão de obra, do tipo de robô e de quanto tempo o aplicativo será executado, e não de um número fixo.

Como ponto de referência concreto: especificamente para soldagem robótica, a automação normalmente tem retorno dentro de 12 a 18 meses, uma vez que as horas de soldagem semanais excedem cerca de 40 horas – abaixo desse limite, um soldador manual costuma ser mais econômico. Esta é uma âncora útil para um processo específico, mas não é uma regra universal para todas as aplicações de robôs – montagem, paletização, atendimento de máquinas e pintura têm economias diferentes com base no tempo de ciclo, taxa de mão de obra e custo do equipamento.

Os robôs colaborativos, em particular, mudaram esse cálculo. Como os cobots são normalmente mais baratos, mais rápidos para redistribuir entre tarefas e nem sempre exigem a mesma cerca e infraestrutura de segurança que os robôs industriais tradicionais, eles podem justificar a automação em volumes de produção onde uma célula tradicional de 6 eixos não funcionaria. Esta é uma parte significativa da razão pela qual os fabricantes de alto mix e baixo volume – historicamente considerados maus candidatos à automação – estão cada vez mais encontrando aplicações viáveis, especialmente com cobots que oferecem um ponto de entrada de menor risco para a automação.

Produção de alta mistura e baixo volume: não excluída automaticamente

Se sua produção executa muitos números de peças diferentes em lotes menores, isso por si só não o desqualifica para a automação — isso altera o tipo de automação que faz sentido e quais ferramentas de suporte você precisará.

Os principais requisitos para automatizar um ambiente de alto mix e baixo volume são diferentes de uma linha dedicada de produto único:

• Troca rápida entre tipos de peças – ferramentas de ponta de braço de troca rápida ou pinças projetadas para lidar com uma variedade de peças semelhantes sem reconfiguração física são mais importantes do que na automação de um único produto.

• Programação flexível — a capacidade de alternar rapidamente entre programas armazenados para diferentes peças, em vez de reprogramar do zero para cada mudança de produto.

• Automação do tamanho certo — um robô menor e mais flexível (geralmente um cobot) implantado em diversas famílias de produtos pode obter melhor utilização do que uma célula grande e dedicada construída em torno de uma peça.

Isso é uma matemática genuinamente diferente da automação de alto volume e de um único produto, e vale a pena ser explícito com um fornecedor em potencial de que seu ambiente é de alto mix, em vez de assumir que a conversa padrão sobre “volume de produção” se aplica da mesma maneira.

Quais informações um fornecedor de robôs realmente precisa para avaliar sua aplicação

O maior fator para obter uma resposta de viabilidade útil e precisa é a qualidade das informações que você fornece – uma descrição vaga de “queremos automatizar nossa soldagem” produz uma resposta vaga e não confiável, enquanto dados específicos permitem que um fornecedor forneça uma avaliação real.

No mínimo, esteja pronto para descrever:

• O processo atual em detalhes – o que exatamente acontece em cada etapa, em que sequência e quanto tempo leva cada etapa hoje.

• Informações sobre as peças — dimensões, peso, material e quão consistentes as peças são de uma peça para outra (tolerância restrita vs. variação significativa).

• Tempo e volume do ciclo — quantas unidades por hora/turno/dia você precisa produzir e como isso se compara à sua produção manual atual.

• Fotos ou vídeos do processo atual — ver a operação manual real, incluindo como as peças são atualmente apresentadas, agarradas ou posicionadas, fornece ao fornecedor informações muito mais úteis do que apenas uma descrição de texto.

• Amostras de peças, se possível — para geometrias complexas ou materiais incomuns, ser capaz de testar ferramentas de ajuste ou verificar suposições de manuseio em relação a uma peça real melhora materialmente a precisão de uma proposta.

No próprio processo de consulta da SZGH, o formulário de contato em si é intencionalmente simples – ele coleta seus dados de contato e permite que você selecione se está interessado em máquinas CNC, braços robóticos ou integração CNC + robô, com um campo de texto aberto para descrever sua aplicação. Não há campo dedicado para upload de arquivos no próprio formulário, portanto, se você tiver desenhos, vídeos ou especificações detalhadas para compartilhar, mencione isso na descrição do aplicativo e um membro da equipe de engenharia acompanhará como recebê-los - enviar essas informações de forma proativa, em vez de esperar que sejam solicitadas, é o que encurta o processo de avaliação.

Processos que ainda são candidatos pobres à automação

A automação robótica expandiu-se para aplicações que seriam impraticáveis ​​há uma década, mas alguns processos ainda hoje são genuinamente inadequados:

• Tarefas que exigem julgamento subjetivo constante — processos em que um operador qualificado toma decisões de qualidade ou de processo em tempo real com base na experiência que é difícil de definir como uma regra repetível (em vez de uma decisão que poderia ser codificada como um critério de inspeção baseado na visão).

• Trabalho verdadeiramente único ou de volume extremamente baixo – uma única peça ou produto é executado tão pequeno que mesmo um cobot flexível e rapidamente reimplantado não consegue acumular ciclos suficientes para compensar o tempo de configuração e programação.

• Variação extrema da peça de entrada que excede o que a fixação ou a visão podem compensar razoavelmente - se a variação da peça for severa o suficiente para que um operador humano tenha que inspecionar visualmente e ajustar manualmente sua abordagem para cada peça, isso geralmente precisa ser resolvido a montante (melhor controle da peça de entrada) antes que a automação se torne prática, em vez de ser resolvido pela própria célula do robô.

Reconhecer esses limites antecipadamente é mais útil do que presumir que a automação pode resolver todos os processos manuais. Um 'ainda não' honesto de uma avaliação, combinado com melhorias específicas no início do processo, é um resultado melhor do que uma tentativa de automação mal correspondida.

Um caminho prático a seguir

Em vez de tentar responder à questão da viabilidade de forma abstrata, a abordagem mais produtiva é levar um processo específico a um fornecedor para avaliação com as informações descritas acima. Uma avaliação estruturada em relação às suas peças reais, tempo de ciclo e volume lhe dirá muito mais do que qualquer estrutura geral – incluindo se um robô industrial tradicional, um robô colaborativo ou um tipo totalmente diferente de automação é o melhor ponto de partida para sua situação.

Perguntas frequentes

Preciso de um número mínimo de unidades por ano antes que a automação faça sentido?

Não existe um mínimo universal — depende do custo da mão de obra, do tipo de robô e do tempo de ciclo. Robôs colaborativos e ferramentas flexíveis reduziram o volume necessário para justificar a automação em comparação com células dedicadas tradicionais, por isso vale a pena fazer uma avaliação específica em vez de presumir que seu volume é muito baixo.

Um robô pode manusear peças que variam ligeiramente em tamanho ou posição?

Dentro dos limites, sim – através de alguma combinação de fixação mais apertada, ferramentas de ponta de braço compatíveis ou um sistema de visão que localiza a peça antes do manuseio. Quanto mais variação houver, mais isso aumentará o custo e a complexidade do sistema, por isso vale a pena quantificar quanta variação realmente existe no seu processo.

A produção de alto mix e baixo volume é inadequada para robôs?

Não automaticamente – isso muda qual abordagem de automação se adapta melhor. Robôs colaborativos com ferramentas de troca rápida e programação flexível são especificamente adequados para ambientes com muitas variantes de produtos e lotes menores, ao contrário de grandes células dedicadas construídas em torno de um único produto.

Qual é a maneira mais rápida de obter uma resposta precisa sobre meu processo específico?

Forneça antecipadamente o máximo de detalhes reais possível: etapas atuais do processo, dimensões e consistência das peças, tempo e volume de ciclo necessários e fotos ou vídeos da operação manual atual. Quanto mais concreta for a informação, mais precisa e útil será a avaliação resultante.

Devo automatizar todo o processo de uma vez ou começar com uma etapa?

Muitos fabricantes começam automatizando a etapa mais repetitiva, de maior volume ou mais ergonomicamente exigente em um processo maior, em vez de tentar automatizar uma operação inteira de várias etapas de uma só vez. Isso reduz o risco e permite validar a abordagem antes de expandir a automação para etapas adicionais.

Conclusão

Se um processo de fabricação pode ser automatizado com um robô depende da repetitividade da tarefa, da consistência das peças e se o seu volume de produção suporta um retorno razoável – não uma regra fixa da indústria ou uma simples lista de verificação de sim/não. Ambientes de alto mix e baixo volume são candidatos cada vez mais viáveis ​​à automação, especialmente com robôs colaborativos e ferramentas flexíveis, e a precisão de qualquer avaliação de viabilidade depende muito da qualidade das informações de processo, peça e volume que você fornece antecipadamente.

Solicite uma avaliação de automação de processos — Compartilhe detalhes do seu processo, especificações de peças e volume de produção com Equipe de engenharia da SZGH para obter uma avaliação específica sobre se a automação robótica se adapta à sua aplicação. E-mail: export02@szghtech.com · WhatsApp: +86- 18925223781