Automação programável na indústria: o que é, importância e exemplos

A automação programável na indústria vem sendo cada vez mais crucial para a modernização e eficiência dos processos no chão de fábrica. Ao longo deste artigo descobriremos detalhes sobre esse processo. Continue a leitura e veja:

• Transformação histórica da automação
• O que é automação programável?
• A importância da automação programável para a indústria
• Exemplos de automação programável
• Application Builder UR

Antes de mergulharmos nos detalhes da automação programável e sua importância crítica na indústria moderna, é essencial entender como era a automação industrial no passado.

Antes da invenção dos Controladores Lógicos Programáveis (CLPs), a automação industrial dependia largamente de painéis de relés, onde a lógica de programação era executada através de conexões elétricas. Nesta época, alterar qualquer aspecto da automação não era uma tarefa simples de programação, mas sim um processo de intervenção física: era necessário trocar contatores e reconectar fios manualmente. Esse método não apenas exigia mais tempo e esforço, mas também limitava significativamente a flexibilidade e eficiência dos processos industriais.

Hoje em dia, muitos na nova geração que está entrando no mercado de trabalho podem não ter ideia desses métodos antigos de automação, onde reprogramar algo era um desafio físico e técnico. Essa evolução do método manual para o digital ilustra por que, atualmente, a automação é sinônimo de programação e configuração.

A automação programável na indústria diz respeito ao uso de sistemas controlados por computadores para gerenciar e operar máquinas e processos industriais com pouca ou nenhuma intervenção humana.

Isso pode envolver a utilização de Controladores Lógicos Programáveis (CLPs), que são como os "cérebros" da automação, programados para realizar tarefas específicas como controlar máquinas, monitorar processos e executar diagnósticos.

A robótica também desempenha um papel crucial, com robôs programáveis realizando tarefas complicadas, repetitivas ou perigosas, aumentando a segurança e eficiência da produção.

Além disso, a automação programável pode incluir ainda sistemas de visão computacional para inspeção e controle de qualidade, assegurando que os produtos atendam a padrões específicos.

A conexão de máquinas e sistemas através de redes industriais e a Internet das Coisas (IoT) é outra característica vital, permitindo uma comunicação aprimorada, análise de dados e decisões baseadas em informações em tempo real.

Essa forma de automação é um componente fundamental da Indústria 4.0, marcada pela integração de tecnologias digitais avançadas na manufatura e produção, levando a um aumento significativo na eficiência, precisão e segurança.

A automação programável proporciona uma série de vantagens significativas que transformam a forma como as indústrias operam e produzem. Veja a seguir uma lista com os principais benefícios obtidos com a sua implementação:

1. Aumento de eficiência e produtividade

A automação, em geral, permite que as máquinas realizem tarefas de forma mais rápida e eficiente do que os humanos. Isso não apenas aumenta a produtividade, mas também garante a consistência e a qualidade na produção.

Além disso, a automação pode operar 24 horas por dia, aumentando significativamente a capacidade de produção.

2. Redução de custos

A automação, a longo prazo, pode reduzir significativamente os custos operacionais. Esse tipo de tecnologia diminui a necessidade de trabalho manual, reduz os custos de mão de obra e minimiza os erros humanos que podem levar a desperdícios ou retrabalhos.

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3. Melhoria na qualidade

Sistemas automatizados proporcionam uma precisão e repetibilidade que são difíceis de alcançar manualmente. Isso leva a uma melhoria na qualidade dos produtos fabricados, garantindo que sejam produzidos com especificações consistentes e padrões elevados.

4. Mais segurança

A automação pode assumir trabalhos perigosos, reduzindo o risco de acidentes e melhorando as condições de trabalho para os funcionários. Por exemplo, robôs podem ser utilizados em ambientes perigosos ou para lidar com materiais tóxicos.

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5. Flexibilidade

Os sistemas automatizados podem ser reprogramados e adaptados para diferentes tarefas ou mudanças no processo de produção. Isso fornece às empresas uma maior flexibilidade para se adaptarem às mudanças nas demandas ou introduzirem novos produtos.

6. Conectividade

Com a ascensão da Indústria 4.0, a automação programável permite uma integração mais fácil com outras tecnologias, como a Internet das Coisas (IoT), Big Data e Inteligência Artificial. Isso facilita a coleta de dados em tempo real, análise avançada e tomada de decisões informadas.

A automação programável engloba uma ampla gama de tecnologias e aplicações. Trouxemos a seguir alguns dos exemplos mais notáveis:

1. Cobots (Robôs colaborativos)

Os cobots, também conhecidos como robôs colaborativos, são projetados para interagir de forma segura e eficiente com trabalhadores humanos em ambientes industriais. Ao contrário de robôs industriais tradicionais, que geralmente requerem áreas isoladas devido a preocupações de segurança, os cobots são equipados com sensores robóticos avançados e sistemas de controle que permitem a sua operação em proximidade direta com pessoas.

Essa característica torna os cobots extremamente versáteis e adequados para uma variedade de tarefas, desde a montagem de peças pequenas até a assistência em processos de fabricação complexos.

Além disso, eles são fáceis de programar e reconfigurar, o que os torna ideais para ambientes de produção que exigem flexibilidade e mudanças frequentes na linha de produção.

2. Sistemas de Manufatura Flexível (FMS)

Os Sistemas de Manufatura Flexível (FMS) são um excelente exemplo de automação programável avançada. Eles consistem em uma série de estações de trabalho automatizadas e equipamentos de manuseio de material, interligados por um sistema de controle central.

Essa configuração oferece uma flexibilidade notável na produção, permitindo que as empresas adaptem rapidamente suas operações de acordo com as mudanças nas demandas do mercado ou introduzam novos produtos sem a necessidade de reconfigurar extensivamente a linha de produção.

Os FMS são ideais para manufaturas que precisam de produção variada em baixo volume, mantendo a eficiência e a qualidade.

3. Sistemas de Visão Artificial

Sistemas de Visão Artificial na automação programável são tecnologias avançadas que permitem às máquinas "ver" e interpretar o ambiente ao seu redor.

Eles utilizam câmeras e software especializado para capturar e analisar imagens, facilitando tarefas como inspeção de qualidade, orientação de robôs, e identificação de peças.

Esses sistemas podem detectar defeitos, medir dimensões, verificar a presença de componentes e realizar outras funções críticas com alta precisão e velocidade. Sua aplicação aumenta a eficiência e reduz erros, sendo indispensáveis em muitas linhas de produção modernas.

4. Máquinas CNC

As Máquinas CNC permitem a fabricação de peças com extrema precisão e complexidade, realizando operações como corte, fresagem, perfuração e esculpimento.

Através da programação detalhada, as máquinas CNC podem produzir itens com especificações exatas, sendo essenciais em setores como aeroespacial, automotivo e manufatura de precisão. Elas ilustram como a automação pode melhorar a precisão e a eficiência, ao mesmo tempo em que reduz a necessidade de intervenção manual em processos complexos de fabricação.

5. Impressoras 3D industriais

Impressoras 3D Industriais revolucionam a manufatura através da fabricação aditiva. Elas constroem objetos camada por camada a partir de designs digitais, permitindo a criação de peças com geometrias complexas que seriam difíceis ou impossíveis de fabricar com métodos tradicionais.

Essa tecnologia é particularmente útil para prototipagem rápida, customização de produtos e fabricação de componentes com design intrincado. As impressoras 3D industriais ilustram a versatilidade e inovação da automação, abrindo novas possibilidades em design e produção.

6. Compliance mecânico

O compliance mecânico é a capacidade de um sistema ou componente mecânico de ajustar-se ou compensar forças externas e variações sem comprometer a precisão ou a integridade do produto. Esse conceito é essencial em várias aplicações de engenharia e manufatura, especialmente em processos que exigem alta precisão.

Em ambientes como usinagem, o compliance mecânico permite compensar variações como desgaste de ferramentas, mudanças de temperatura e irregularidades no material, assegurando que as peças sejam produzidas dentro das tolerâncias especificadas. Além disso, é crucial para absorver vibrações e forças externas, protegendo os componentes e mantendo a operação suave e eficiente.

O compliance mecânico também é importante para a segurança, pois permite que sistemas se adaptem a mudanças súbitas ou forças inesperadas, reduzindo o risco de falhas.

Os cobots UR são adaptáveis a várias tarefas, como montagem, polimento, manipulação de materiais, e inspeção de qualidade, refletindo a capacidade da automação programável de melhorar processos industriais.

O Application Builder da Universal Robots te ajuda a enxergar justamente onde implementar a sua solução de automatização robótica com os end effectors necessários.

Após a simulação criada, é possível baixar o programa e executá-lo no simulador offline (o mesmo software que roda nos robôs - totalmente gratuito).

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