Existem diversos robôs industriais diferentes. Alguns utilizados para manipulação de pesos muito elevados, outros para executar tarefas muito rápidas e outros que permitem grande flexibilidade no processo. Iremos explorar aqui os principais usos de robôs articulados nas indústrias.
Continue a leitura e confira:
- Conheça os cobots, robôs articulados colaborativos
- Principais aplicações dos robôs articulados
- Cobots são a escolha certa entre os robôs articulados
Conheça os cobots, robôs articulados colaborativos
Os cobots são braços robóticos colaborativos que primeiro surgiram em 2005 com a Universal Robots. O objetivo principal da tecnologia é levar automação de qualidade para indústrias e para tarefas em que antes não poderia implementar-se a robótica no chão de fábrica, fosse por falta de espaço e verba, fosse por dificuldades na operação.
Os cobots são robôs articulados de seis eixos que se portam exatamente como um braço, e normalmente possuem uma ferramenta em sua extremidade, que pode ser uma garra robótica, um aplicador de cola, um soldador, máquina de parafusamento etc.
Os robôs colaborativos oferecem flexibilidade graças à facilidade de programação e implementação em diferentes pontos da linha de produção com pouca exigência de espaço.
Também podem operar sem células de segurança após uma apreciação de riscos em conformidade com a NR12 e ISO 15066, o que reduz os custos com instalação de proteções e que também ajuda a diminuir o espaço ocupado pela tecnologia.
Na Universal Robots, os cobots possuem diferentes amplitudes e capacidades de carga, variando do levíssimo e compacto UR3e ao mais novo e poderoso UR20.
Cada um deles possui uma aplicação mais compatível, e em nosso ecossistema UR+ é possível encontrar diferentes hardwares e softwares de fornecedores certificados para complementar sua solução em automação.
Mas o que fazem os cobots dentro das indústrias? É isso que iremos explorar a seguir.
Principais aplicações dos robôs articulados
Já foram instalados mais de 50.000 cobots da Universal Robots ao redor do mundo. São indústrias de diferentes tamanhos e segmentos que estão olhando para a robótica colaborativa como maneira de automatizar tarefas antes realizadas por humanos.
Nossos robôs assumem tarefas monótonas, sujas e perigosas (DDD - dull, dirty and dangerous), aliviando trabalhadores dessas operações para que possam focar em atividades de maior valor agregado para a linha.
Muitos trabalhadores inclusive saem de suas operações e se tornam operadores de cobots, vistoriando o trabalho dos robôs e trabalhando em sua programação. A Universal Robots oferece cursos online e gratuitos para qualificar a mão de obra das manufaturas.
Abaixo, uma lista de tarefas que já automatizamos e pequenos resumos de casos de sucesso.
1. Soldagem
Cobots são excelentes auxiliares de soldagem. O braço robótico manipula a tocha de solda e, com os end effectors (ferramentas) certos, é possível programar os robôs para que realizem soldas de diferentes tipos com maior precisão, controle e eficiência que humanos.
Isso economiza tempo, reduz desperdícios e elimina o risco de acidentes de trabalho dentro das manufaturas.
2 . Parafusamento
Atividades de parafusamento podem ser pouco ergonômicas e estão sujeitas a erros humanos (não aplicação do torque devido, não sequenciamento correto, esquecer de torquear algo etc.)
Os robôs articulados alcançam locais de difícil acesso para as pessoas e operam sempre com a mesma precisão e eficiência. Por isso, são ideais para essas tarefas.
Case de parafusamento robótico
O Grupo PSA, um dos maiores fabricantes automotivos do mundo, implementou um UR10 para operações de parafusamento no processo de produção.
O UR10 é fixo em um ponto sob o veículo durante a produção. Quando o veículo se aproxima, o braço robótico colaborativo se estende para inserir três parafusos em cada lado do carro.
Esse passo é crucial na produção, já que garante que ambos os lados do veículo estão propriamente fixados e torqueados na carroceria.
Veja o case completo no nosso artigo: 5 exemplos de sistemas de automação industrial criados pela Universal Robots
3. Empacotamento
Tarefas de empacotamento são monótonas e repetitivas, gastando mão de obra humana que poderia ser melhor usada em outras tarefas.
Graças aos seus movimentos extenuantes, essas atividades podem fazer com que os trabalhadores desenvolvam doenças por esforço repetitivo, conhecidas como LER (lesão por esforço repetitivo) - podendo ocasionar o afastamento do colaborador e, às vezes, danos irreparáveis ao corpo.
Além disso, por serem realizadas de maneira manual, geram perda de produtividade, já que os trabalhadores precisam realizar pausas, trocar turnos e descansar ocasionalmente.
Case de empacotamento robótico
A L’Oréal na Índia tinha trabalhadores levantando um total de 8500 quilos de produtos a cada oito horas de turno em sua fábrica.
Acreditando que isso era um risco ergonômico muito grande para suas operações, a empresa de cosméticos utilizou dois UR10 para a operação antes realizada manualmente.
Os resultados não poderiam ser melhores.
Os cobots permitiram que a empresa eliminasse completamente o trabalho humano no empacotamento e produção e aumentou a eficiência geral do equipamento na fábrica em 5% graças ao tempo economizado em substituição de pallet.
4. Paletização
A paletização é o carro chefe da automação com robôs colaborativos, e esse processo enfrenta os mesmos problemas que o empacotamento: são atividades repetitivas e monótonas que oferecem risco ergonômico aos trabalhadores e ainda por cima têm baixa produtividade graças à necessidade de pausas e trocas de turnos.
Cobots de maior capacidade de carga como o UR10e, UR16e e o novo cobot UR20 são ideais para operações de manuseio e paletização.
Case de paletização robótica
A Nortura é uma empresa norueguesa de processamento de carne que queria otimizar a paletização, mas não podia usar um robô de paletização tradicional, que exigia uma grande célula permanente com uma gaiola de segurança.
Na busca por uma maneira de resolver o problema, a Nortura contratou a Rocketfarm AS para personalizar um sistema de visão complementar a um UR10 da Universal Robots.
A câmera de visão IFM O2D222 fica montada no teto acima do robô, que fica instalado abaixo em um suporte estreito e que está equipado com o dispositivo de preensão a vácuo Unigripper SMS 80-200.
Enquanto está no modo de espera, o espaço ocupado pelo robô montado é de apenas 0,5m2. A área de trabalho do cobot é simplesmente um espaço pintado no chão, que marca onde os operadores colocarão um palete vazio. O espaço ocupado é equivalente a um quinto do que seria utilizado por qualquer outra solução de paletização.
Veja o case completo da Nortura aqui.
5. Aplicação de cola
A aplicação de cola com os robôs articulados da Universal Robots garante maior precisão na aplicação, o que por sua vez reduz o desperdício de cola usada, elimina as chances de erros humanos que podem causar retrabalho ou até mesmo descarte de peças e ainda oferece maior repetibilidade e produtividade.
Case de aplicação de cola robótico
Foi por conta desses benefícios que a fábrica da Mercedes Benz em Juiz de Fora-MG adotou um cobot UR10e para aplicação de cola em longarinas automotivas.
Esse é um processo pouco ergonômico, já que a ferramenta era pesada, e o processo em si era extremamente repetitivo, ainda que fundamental para a qualidade final do produto à medida que a aplicação correta de cola reduz a oxidação das peças. Com o UR10e, foi possível liberar os trabalhadores da tarefa e realocá-los para posições mais valiosas na linha produtiva, reduzindo os retrabalhos e atrasos na produção decorrentes dos erros.
Veja o case completo da Mercedes-Benz aqui.
6. Injeção plástica
A injeção plástica, ou moldagem por injeção, é um processo produtivo monótono e repetitivo que acaba gerando erros graças ao desgaste mental causado pela falta de novidades.
A automação com robôs articulados colaborativos é capaz de resolver esse problema porque oferece repetibilidade, precisão e confiabilidade em escalas de tamanho na casa dos milímetros.
Case de injeção plástica robótica
O Dynamic Group, empresa dos EUA especializada em moldagem por injeção, teve dificuldades em reunir e qualificar trabalhadores para suas operações. Além disso, a empresa queria fazer melhor uso da força de trabalho disponível sem dispô-los em atividades repetitivas e monótonas.
Para isso, o Dynamic Group aplicou três robôs colaborativos UR10 em suas operações repetitivas, o que garantiu uma consistência aprimorada do produto e crescimento na capacidade de produção de até 400%.
A empresa só pode colher esses benefícios porque apostou na automação através dos robôs articulados de seis eixos colaborativos da Universal Robots e resolveu dois problemas de uma só vez: baixa produtividade e falta de mão de obra qualificada.
Veja o case completo do Dynamic Group aqui.
7. Aplicação de tinta
Assim como a aplicação de cola e moldagem por injeção, a aplicação de tinta gera desperdícios, descartes e retrabalhos quando realizada manualmente, além de, eventualmente, expor o operador ao risco de alguma substância tóxica. Automatizá-la com cobots é a solução ideal para liberar trabalhadores para tarefas de maior valor agregado na linha e garantir um processo mais eficiente e moderno.
Case de aplicação de tinta robótica
A USIMINAS trabalha no setor metalúrgico e possuía um sistema com robôs cartesianos antigos de marcação de bobinas metálicas.
Buscando uma solução inovadora e eficiente para atender às suas demandas, a empresa decidiu implementar um cobot UR10e para as operações de aplicação de tinta nas bobinas metálicas cujo peso podia chegar a 45t e que, por isso, ofereciam riscos aos trabalhadores.
Os resultados obtidos foram excepcionais. Já são mais de 100.000 bobinas marcadas pelo cobot, com ganho de uptime, redução de retrabalho a quase zero, economia de tinta, aumento da produtividade e maior flexibilidade no processo.
Veja o case completo da USIMINAS aqui.
8. Inspeção de qualidade
Tarefas de inspeção de qualidade são fundamentais para diversos processos produtivos nas manufaturas. Contudo, realizá-las com seres humanos deixa muito a desejar. Isso porque, após determinado período de tempo, o nosso cérebro passa a ser menos eficiente na detecção de anomalias e defeitos.
Dessa forma, a melhor maneira de evitar problemas por produtos defeituosos (sejam falhas no uso causando acidentes ou retornos de lotes por clientes) é aplicar uma inspeção de qualidade com robôs articulados de seis eixos instalados com câmeras com sistemas de visão.
Case de inspeção de qualidade robótica
A Nordic Sugar é uma das maiores fábricas de açúcar da Europa. Durante a temporada de produção, o departamento de testes analisa um total de 80.000 amostras de beterrabas por ano.
A tarefa monótona de pesagem nos recipientes com purê de beterrabas tem sido feita por robôs desde 1993 – mas os avanços tecnológicos nos braços robóticos significavam que estava na hora de substituí-los.
A empresa saiu à procura de uma nova geração de robôs articulados para automatizar a análise de amostras de matéria-prima e seus critérios mais importantes eram: flexibilidade, facilidade de uso e preço razoável.
Foi com isso que a Nordic Sugar escolheu o UR5, que atendeu a todos os critérios e garantiu que os empregados fizessem ajustes rápidos no processo ao invés de especialistas em robótica que subiriam o custo total de aquisição.
Veja o case completo da Nordic Sugar aqui.
9. Alimentação de máquinas
A alimentação de máquinas é uma tarefa monótona e que também pode ser perigosa, dependendo do tipo de maquinário utilizado. Trabalhadores passam longos períodos de tempo esperando que os ciclos produtivos se encerrem e são mal aproveitados.
Ao usar cobots na alimentação de máquinas, em especial as máquinas CNC, tornos, dobradeiras etc., as manufaturas garantem maior produtividade e ficam menos sujeitas a acidentes de trabalho.
Case de alimentação de máquinas
O Whippany Actuation Systems é um fabricante de Nova Jersey que atende a indústria aeroespacial e de defesa. A empresa precisou aumentar a sua capacidade produtiva para atender as demandas do mercado.
As opções resumiam-se em adicionar outra máquina CNC, ou adicionar a robótica colaborativa para apoiar a usinagem autônoma. O Whippany introduziu um cobot da UR com uma pinça da parceira, Robotiq, e foi capaz de adicionar um segundo turno em sua máquina CNC existente.
Os resultados foram excelentes e ajudaram o Whippany a diminuir o tempo de espera dos clientes.
Veja o case completo do Whippany Actuation Systems aqui.
Cobots são a esolha certa entre os robôs articulados
Se você quer implementar soluções rápidas, práticas e seguras na sua linha sem gastar muito no futuro com manutenção e operação, os cobots são a escolha certa para capacidades de carga entre 3 a 20kg e tempos de ciclo na casa dos segundos ou minutos. Além de serem flexíveis e poderem se adaptar a novas tarefas, podem operar tranquilamente ao lado de humanos sem a necessidade de células de segurança após uma apreciação de riscos.
Mostramos em outro artigo quais os benefícios dessa solução de robôs articulados de seis eixos quando comparada a um robô de três eixos, mas se você quer ver um cobot na prática, fale com nossos especialistas e peça uma demonstração.
- Leia também: Robôs manipuladores: função, principais usos e vantagens
