Como definir a melhor garra robótica para seu projeto?

Veja neste artigo quais perguntas responder antes de escolher a garra robótica ideal para seu projeto e entenda como isso impacta seu processo produtivo.

Como definir a melhor garra robótica para seu projeto?
Como definir a melhor garra robótica para seu projeto?
Diferentes modelos de garras robóticas disponíveis para os braços robóticos da Universal Robots
Diferentes modelos de garras robóticas disponíveis para os braços robóticos da Universal Robots

Garras robóticas são tecnologias que permitem aos braços robóticos interagir com objetos e com o ambiente ao redor deles. Dependendo do tipo de garra que as empresas escolhem, é possível colher os benefícios de extrema precisão e manuseio delicado de objetos complexos e frágeis.

Braços robóticos são parte do ecossistema da Universal Robots, assim como a grande variedade de garras que aumentam a destreza das soluções em robótica colaborativa.

Existem diferentes tipos de garras robóticas no mercado com uma grande variedade de habilidades. Esperamos que nosso pequeno guia ajude a escolher a melhor garra robótica para cada necessidade.

A garra robótica VG10 da OnRobot vem com dedos flexíveis e vácuo ajustável, permitindo que a garra lide com objetos de tamanhos e pesos diferentes.
A garra robótica VG10 da OnRobot vem com dedos flexíveis e vácuo ajustável, permitindo que a garra lide com objetos de tamanhos e pesos diferentes.

Questões a responder antes de selecionar uma garra robótica

Existem diferentes garras na robótica - das mecânicas às pneumáticas - e diferentes variáveis que podem impactar na decisão. Um especialista em robótica colaborativa da Universal Robots pode ajudar a criar uma solução de ponta a ponta para as necessidades das empresas.

Para isso, será necessário responder algumas perguntas:

Quais tarefas serão executadas?

É importante visualizar, em detalhes, quais tarefas serão executadas pelo braço robótico na empresa. Por isso, deve-se responder às questões abaixo:

  • Qual será o peso dos objetos manipulados?
  • Qual o mix de produtos que serão manipulados?
  • Quais materiais entrarão em contato com a garra?
  • Quão rápida deve ser executada a tarefa?
  • Quão preciso deve ser o controle da garra?
  • Qual será a regularidade de troca de tarefas do braço robótico?
  • Como será o ambiente de operação?

Tanto o braço robótico quanto a garra deverão acomodar peso e tamanho do objeto que se planeja mover. Esse é um dos motivos que fazem o auxílio de um especialista ser importante: os braços robóticos da Universal Robots são desenhados para diferentes categorias de peso. Todos eles são compatíveis com as garras robóticas para as tarefas desejadas.

A garra mGrip P4 da Soft Robotics é uma garra suave capaz de segurar objetos delicados ou irregulares (em formato).
A garra mGrip P4 da Soft Robotics é uma garra suave capaz de segurar objetos delicados ou irregulares (em formato).

Os itens manipulados são da indústria alimentícia ou farmacêutica?

Existem regulamentações governamentais estritas sobre produtos feitos para consumo humano.

Garras hidráulicas são normalmente proibidas nessas aplicações por conta do potencial risco de vazamento de fluidos em uma linha de produção, contaminando os produtos.

Se a empresa opera em ambientes esterilizados, as garras de vácuo podem não ser permitidas por conta do potencial fluxo de ar adicional capaz de levar contaminantes para o ar.

Esses parecem exemplos extremos, mas é importante entender as limitações de cada modelo antes de investir em soluções de robótica colaborativa. Ainda assim, os braços robóticos colaborativos têm transformado a indústria alimentícia e farmacêutica.

Quão rápido será necessário que a garra segure e solte os itens?

Braços robóticos e garras precisam de manutenção com o tempo. Nosso time pode ajudar a entender quais são os investimentos a longo prazo, baseado no plano montado em conjunto com cada empresa. Um fator que impacta o desgaste natural dos equipamentos é o ciclo de uso e força exigida da garra.

O ciclo de uso é determinado por quão rápido uma garra abre completamente (libera) e fecha (segura) o item desejado.

Novamente, a melhor maneira de criar uma solução de ponta a ponta que chegue aos objetivos desejados é com o auxílio dos profissionais da Universal Robots mapeando os custos de operação previsíveis.

Assim que as questões acima forem respondidas, você pode começar a pensar no tipo de garra robótica para sua empresa.

O que você precisa segurar com a garra?

Dependendo do objetivo, as garras podem segurar materiais variados e manipular objetos com forças distintas. A Universal Robots produz braços robóticos compatíveis com uma variedade de soluções em ferramentas. Essas garras se dividem  em 5 categorias distintas.

Caso queira uma explicação detalhada sobre ostipos de garras robóticas usadas na manufatura, temos um artigo dedicado exclusivamente a isso em nosso blog.

Garras servo-elétricas

Dependem de motores elétricos que respondem a comandos precisos de um controlador. A unidade de controle robótica dá à garra instruções baseadas na tarefa a ser completada, bem como as especificações do objeto.

Uma das vantagens é o design limpo e simplificado, além do controle preciso de força e torque e a maior quantidade de variáveis de feedback (dá para saber se o objeto caiu, por exemplo). Não são necessárias linhas extras para pressão hidráulica ou pneumática. Todos os componentes estão contidos na própria garra.

Garras pneumáticas

Essas garras dependem de pressão precisa de uma rede de suprimento de ar comprimido para abrir e fechar suas garras. Muita pressão pode causar danos ao objeto, mas pouca pressão pode fazer com que os itens caiam para longe da garra.

Elas tiram o nome do fato de que suas superfícies de contato permanecem perfeitamente paralelas o tempo todo, não importando a posição ou pressão exercida.

Uma quantidade certeira de pressão pneumática passa pelas mangueiras e pela válvula solenóide até chegar aos pistões que estão dentro da garra, manipulando então o dedo, forçando-a a abrir ou fechar ao redor de um objeto.

Garras hidráulicas

Usam princípio similar às garras pneumáticas, mas com fluido pressurizado no lugar de ar. Os pistões transferem a força para a garra, abrindo e fechando ao redor do objeto.

Tanto garras hidráulicas quanto pneumáticas dependem de linhas pressurizadas especiais para funcionarem. Ao contrário dos modelos servo-elétricos, o motor que aplica a pressão está em outro ambiente. Isso significa que um mesmo sistema de pressurização pode suprir diferentes robôs colaborativos.

Garras a vácuo

Usam a sucção para agarrar objetos. Com sucção e reforço estrutural suficiente, é possível grudar e manipular objetos, a partir de ventosas, pelas fábricas.

Garras a vácuo industriais podem ser usadas para manipular objetos variados, de pequenos e delicados itens como pedaços de chocolate a paletes grandes e rígidos com materiais de construção.

Garras magnéticas

Os imãs podem ser usados para conectar qualquer tipo de garra a um braço robótico. Eletroímãs ou imãs acionados pneumaticamente podem ser usados por uma garra para segurar e manipular objetos temporariamente.

Esse tipo de garra costuma ser usada para manipular objetos de metal pequenos ou finos, especialmente no caso de peças de metal com buracos, impedindo que garras a vácuo possam garantir uma pegada segura.

Quais tarefas você possui?

Avanços na tecnologia continuam reduzindo a distância entre trabalhadores e máquinas. Os robôs colaborativos da Universal Robots permitem que empresas misturem os pontos fortes de ambos, aumentando enormemente a produtividade e garantindo a segurança dos colaboradores.

Essas capacidades são expandidas ao selecionar uma das garras robóticas disponíveis no mercado. Elas incluem garras mecânicas, macias, paralelas e até mesmo garras que imitam mãos humanas.

A genial garra gb Soft Hand Research é uma garra similar a uma mão humana baseada em tecnologia de garras suaves.
A genial garra gb Soft Hand Research é uma garra similar a uma mão humana baseada em tecnologia de garras suaves.

Há uma variedade de configurações de ferramentas compatíveis com os sistemas da Universal Robots:

Pinça de Fole

Essa garra pneumática possui uma bolsa de borracha circular que é posicionada ao redor do objeto. A bolsa é inflada para segurar o objeto e esvaziada para soltá-lo. Sua área de contato relativamente larga permite manipulação firme que poderia ser dificultada por garras metálicas.

Garras com 2 dedos

Essa ampla categoria de garras possui duas mandíbulas/dedos que seguram um objeto. Os dedos podem se fechar no objeto, ao redor dele ou através dele (imagine pegar uma rosquinha ao fechar os dedos pelo buraco no meio).

Garras com três dedos

Essa também é uma categoria ampla de garras, ao invés de 2, possuem 3 dedos individuais. O terceiro dedo pode oferecer suporte adicional e permite segurar objetos mais complexos, mesmo que essa funcionalidade venha com um adicional em custo em relação às garras de dois dedos.

Garra de compressão

Uma garra flexível que divide algumas habilidades com a garra macia. A garra de compressão é controlada pneumaticamente e envolve uma bolsa cheia de pequenos grãos de material similar à areia. A bolsa é baixada sobre ou pressionada no objeto.

A bolsa levemente inflada se adequa ao formato do objeto a ser movido. Uma vez que o ar é removido da bolsa, os grãos são comprimidos em um aperto firme ao redor do objeto, o que garante uma movimentação segura até que a bolsa seja novamente inflada, liberando o aperto.

Garra macia

Envolvem designs complexos usando diferentes tipos de materiais e forças para segurar objetos em formatos distintos ou que sejam frágeis. Dependem de força hidráulica ou pneumática para mudar de forma e agarrar-se gentilmente ao redor de um objeto.

Os sensores em algumas garras macias permitem adaptação em tempo real para segurar de maneira segura o objeto e movê-lo.

Acima, foi possível ver apenas alguns exemplos. Se você tem questões adicionais, pode falar com nosso time de especialistas preparados para atendê-lo.

TBD
Universal Robots Brasil

Acreditamos que a tecnologia robótica colaborativa pode ser usada para beneficiar todos os aspectos das empresas baseadas em tarefas – independentemente do seu tamanho. Acreditamos que a mais recente tecnologia de robô colaborativo deve estar disponível para todas as empresas. O custo nominal do investimento é rapidamente recuperado, pois nossos braços robóticos têm um período médio de retorno de apenas seis meses.

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