Alcançando a vantagem competitiva com o sentido do tato em robôs

O processo de fabricação ainda exige a participação humana em muitas etapas. Isso ocorre por algumas razões. Em primeiro lugar, o poder de criatividade e adaptabilidade dos seres humanos os torna altamente eficazes para lidar com eventos repentinos nas linhas de produção.

Além disso, humanos possuem cérebros complexos capazes de executar tarefas usando todos os cinco sentidos para colaborar com uma ação.

E para operações manuais, a sensação de toque é fundamental na avaliação da qualidade de uma peça ou identificação de uma parte. Contudo, por mais que possa-se desenvolver sistemas de visão que atuem de maneira similar ao humano, simular o toque em um braço robótico pode ser um pouco mais complicado.

Assim, muitas empresas ficam presas à necessidade de mão de obra humana para realizar determinadas tarefas - muitas vezes repetitivas, pouco ergonômicas e de pouco valor agregado.

Mas quando você adiciona um sensor sofisticado a um braço robótico colaborativo, você adiciona o senso de toque. Você imita a pele humana e sua capacidade de perceber sensações de toque que alimentam nosso cérebro com uma riqueza de informações sobre o ambiente ao nosso redor, como a pressão.

Para uma empresa de manufatura,sensores de força/torque de 6 eixos oferecem uma oportunidade de continuar competitivos em escala global e fazer produções de baixo volume com um custo-benefício adequado.

Em um mundo global, as empresas de manufatura não estão mais competindo apenas a nível local.

Grandes empresas estão movendo etapas de produção simples para países com baixo custo de mão de obra, mas de acordo com uma recente pesquisa do Instituto para Mercado de Trabalho e Pesquisa de Carreira (IAB) dos EUA, pequenas e médias empresas estão tentando com cada vez mais frequência manter sua força de trabalho técnica e fábricas nos países de origem.

Com isso, a pressão para encontrar o equilíbrio entre preço e performance vem aumentando e, na Europa, outra tendência vem tornando isso mais difícil: aumento no custo de mão de obra e falta de profissionais técnicos qualificados.

Dessa forma, os sensores de força/torque oferecem enormes benefícios para as linhas produtivas e para as fábricas. Listamos alguns deles abaixo.

O nível atual avançado de automação industrial disponível em um simples processo de produção que já existe é um passo na direção certa das fábricas do futuro que queremos para a Indústria 5.0. Mas só isso não é suficiente.

Esse nível de automação abre uma oportunidade no mercado global para médias empresas e oferece às marcas fabricantes uma alternativa atrativa para mover as fábricas para países com baixo custo de produção, mão de obra e impostos. Essa é a automação industrial tradicional que conhecemos.

Para tarefas que exigem maior nível de precisão, contudo, o toque sensível de uma mão humana ainda é essencial e isso pode ser um problema quando há uma escassez de pessoal qualificado.

Ao mesmo tempo, ambientes de produção, enquanto as execuções ficam cada vez menores, estão se tornando menos padronizados e exigindo maior adaptabilidade e sistemas robóticos mais inteligentes.

Sensores de força/torque contornam esse problema porque eles dão aos robôs industriais um senso de toque.

Braços robóticos colaborativos equipados com sensores hápticos são capazes de perceber a menor resistência ou pressão e isso significa que os robôs não estão mais limitados a se mover entre pontos pré-programados, mas podem adaptar seus movimentos a ambientes em tempo real.

Por exemplo, uma aplicação de empacotamento é configurada de maneira que produtos padronizados com o mesmo tamanho sejam colocados em uma caixa padronizada de mesmo tamanho.

Mesmo que a caixa não esteja bem posicionada, é suficiente pré-programar as posições correspondentes e movimentos no robô, que então opera na mesma sequência todas as vezes.

Contudo, isso muda drasticamente quando a tarefa não lida mais com embalagens padronizadas de produtos, mas sim com diferentes tamanhos customizados, o que é cada vez mais o caso ao redor do mundo. E isso não pode ser feito com posições pré-programadas.

A capacidade dos sensores hápticos de medir de maneira precisa a força, contudo, permite que os robôs percebam mesmo a menor resistência em cada passo da operação, dando a eles a sensação de toque necessária para adaptar seus movimentos em tempo real - fazendo-os ideais para aplicações de empilhamento e empacotamento de objetos ou produtos com diferentes dimensões e pesos.

Isso significa que as execuções de linhas podem ser facilmente automatizadas sem a necessidade de reprogramar o robô toda vez que o tamanho das embalagens dos produtos mudar.

Sensores de força/torque, então, tornam possível o uso de robôs colaborativos industriais para tarefas de produção onde antes a sensitividade das mãos humanas era essencial, ajudando empresas a aumentar a eficiência e produtividade nessas áreas - fator central para competir no mercado local e global.

Para as empresas, essa é uma maneira de reagir ao aumento da demanda sem precisar de investimentos significativos em nova mão de obra.

Sensores de força/torque, contudo, não contribuem apenas com os processos que ainda não foram automatizados nas fábricas, eles também ajudam a melhorar a performance em processos que já foram automatizados.

Um braço robótico movendo-se de maneira rígida entre pontos pré-determinados é incapaz de detectar e reagir apropriadamente a qualquer irregularidade na peça trabalhada ou superfície processada. Ele sempre faz o mesmo movimento, não importa o que aconteça.

O resultado pode ser que erros de fabricação persistam ao longo da cadeia de produção até chegarem nas mãos de um cliente - que então vai reclamar da qualidade do seu produto.

No pior cenário, pode haver até mesmo tempo de inatividade na linha, um custo desproporcional para qualquer empresa e uma situação que deve ser evitada de qualquer maneira.

Esses cenários podem ser evitados usando sensores hápticos, que garantem precisão e qualidade consistente no processo de fabricação, o que previne erros custosos, desperdício de materiais e produtos defeituosos.

Assim como qualquer outra tecnologia de fabricação, um fator que é sempre importante na consideração da adoção de um sistema robótico é o tempo de integração.

Além do custo de implementação e maior eficiência alcançada, esse é um fator de cálculo para o custo total de aquisição (TCO) e, com isso, mensura o sucesso da empresa com a adoção da tecnologia.

Quanto mais adaptável e flexível for o sistema robótico, mais fácil será sua integração e menor seu custo total.

O senso de toque obtido usando o sensor de força/torque de seis eixos representa um ganho significativo em adaptabilidade para sistemas robóticos - o que significa que mais linhas de produção podem ser automatizadas ao mesmo tempo.

Em conclusão, usar um sensor de força/torque oferece aos braços robóticos colaborativos um sentido de toque que beneficia as empresas de muitas maneiras.

Essas empresas podem alcançar níveis de competitividade com o mercado global mais altos ao automatizar processos delicados e precisos que antes exigiam destreza humana, além de aumentarem a performance de processos já automatizados.

Tudo isso com o tempo de integração do sistema robótico reduzido por conta da imensa flexibilidade dos cobots.

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