Braço robótico industrial: o que é, principais tipos, aplicações e custos de implementação

A automação com o braço robótico industrial tem chamado a atenção de fabricantes de todo o mundo.

Isso porque esse é o tipo de tecnologia que incrementa consideravelmente a produtividade industrial e eleva padrões de qualidade, tendo em vista que o braço robótico pode trabalhar por dias a fio, repetindo a mesma atividade incansavelmente.

Além disso, sua programação e integração com o resto da indústria é rápida e fácil, comparado com outras tecnologias de automação industrial.

No entanto, para fazer o uso dessa ferramenta na sua fábrica, é preciso avaliar uma série de fatores e colocar na balança custos e benefícios. Então, é importante ponderar o ROI, custos de instalação e de manutenção, além da integração com outras máquinas e equipamentos, programação, periféricos e qualquer adaptação relacionada à segurança.

Continue a leitura e entenda melhor sobre essa tecnologia. Até o final do artigo, confira:

• O que é um braço robótico industrial?
• Braços robóticos industriais e suas aplicações
• Tipos de braços robóticos industriais
• Braços robóticos industriais tradicionais x braços robóticos colaborativos
• Quanto custa um braço robótico industrial?
• ROI do braço de robô colaborativo
• Conheça os Cobots, os braços robóticos colaborativos da Universal Robots
• Cases de Sucesso dos Cobots da UR
• FAQ: dúvidas frequentes
• Conte com a Universal Robots

• O braço robótico industrial é uma ferramenta de alta precisão que simula movimentos humanos para executar tarefas como soldagem, montagem, pintura e paletização de forma autônoma e ininterrupta;
• A tecnologia divide-se entre braços robôs tradicionais, ideais para grandes volumes e processos imutáveis, e braços robóticos colaborativos (cobots), que são compactos e projetados para trabalhar lado a lado com humanos sem a necessidade de células de segurança;
• A implementação de cobots destaca-se pelo baixo custo inicial e pela facilidade de programação, permitindo que pequenas e médias empresas automatizem processos repetitivos com rápida configuração e integração ao layout existente;
• O Retorno sobre o Investimento (ROI) é um diferencial competitivo crítico, com cobots alcançando o ponto de equilíbrio em média em 195 dias, enquanto modelos tradicionais podem levar de 18 meses a 3 anos;
• Cases de sucesso em grandes empresas como Mercedes-Benz e Natura demonstram que a automação colaborativa elimina gargalos ergonômicos, reduz retrabalhos e permite a realocação de talentos humanos para funções de maior valor agregado.

O braço robótico industrial é uma ferramenta automatizada projetada para simular os movimentos do braço humano com alta precisão, repetibilidade e força.

Ele é composto por articulações, atuadores e controladores programáveis, que permitem executar tarefas específicas de forma autônoma ou colaborativa dentro de ambientes industriais.

Esse tipo de robô é comumente utilizado em linhas de produção para realizar atividades como:

• Soldagem: Garante cordões de solda uniformes e profundidade constante, eliminando falhas humanas em processos de arco, ponto ou laser, mesmo em geometrias complexas.
• Montagem: Realiza o encaixe de componentes com alta repetibilidade, sendo ideal para fixação de parafusos, inserção de peças eletrônicas ou junção de subconjuntos mecânicos.
• Embalagem: Acelera o final da linha produtiva ao organizar produtos em caixas ou paletes, mantendo o ritmo constante e evitando gargalos no despacho;
• Pintura: Aplica camadas de tinta ou revestimentos com dosagem exata, reduzindo o desperdício de insumos e garantindo um acabamento estético homogêneo sem exposição do trabalhador a vapores tóxicos.
• Aplicação de adesivos: Executa trajetórias precisas para vedação ou colagem, mantendo a pressão e a quantidade de material rigorosamente dentro das especificações técnicas.
• Manipulação de peças: Efetua o "pick and place" (pegar e colocar) com agilidade, movendo itens entre esteiras ou alimentando máquinas CNC sem interrupções;
• Entre outras funções que exigem agilidade, padronização e confiabilidade.

O primeiro passo para avançar na automação industrial com braço robótico é reconhecer os tipos de tecnologia disponíveis para o segmento e optar por aquele que tenha maior potencial de desenvolvimento para o seu modelo de negócio.

No cenário da robótica tradicional, os modelos costumam ser classificados por sua estrutura física e liberdade de movimento.

• Os braços robôs articulados são os mais comuns, utilizando várias juntas rotativas para alcançar ângulos complexos;
• Já os modelos SCARA são ideais para operações rápidas de "pegar e colocar" em um plano horizontal;
• Os braços de robôs Delta (ou paralelos) focam em altíssima velocidade para itens leves;
• Há ainda os robôs robóticos cartesianos, que se movem em eixos lineares (X, Y e Z), sendo muito utilizados para grandes volumes de carga ou áreas de trabalho extensas que exigem precisão milimétrica.

Além dos braços robóticos industriais tradicionais mencionados, uma nova tecnologia está à disposição das indústrias: os braços robóticos industriais colaborativos, também conhecidos como cobots.

A principal diferença entre o braço robótico industrial colaborativo e o tradicional está em seu tamanho. Enquanto os cobots são compactos, ideais para automatizar pequenos processos repetitivos - antes desempenhados por um trabalhador humano - os braços robóticos industriais tradicionais são grandes e indicados para grandes empresas com alto volume de produção e processos praticamente imutáveis.

- Leia também: Os 6 principais equipamentos de automação industrial e seus usos

O custo da integração de um braço robótico industrial tradicional pode ser de dezenas ou mesmo centenas de milhares de dólares. Em comparação, os custos iniciais da implementação de um braço robótico industrial colaborativo está dentro do intervalo do salário anual de um operário.

Ao avaliar o custo do braço mecânico industrial, é importante considerar todos os aspectos de sua aplicação.

Na robótica industrial tradicional há: infraestrutura adicional necessária, Itens de segurança, licença de softwares, mão de obra altamente especializada para operação e programação e manutenção/reparos.

Nos cobots, há apenas os custos de implementação e o tempo/investimento de ensino de operação.

Uma pergunta extremamente importante para ponderar a implementação, ou não, de uma nova tecnologia é: "Em quanto tempo o robô vai pagar por si mesmo?".

O braço robótico colaborativo tem o mais rápido retorno sobre o investimento, com um período de recuperação médio de 195 dias, enquanto um braço robótico industrial padrão leva, em média, de 18 meses a 3 anos para atingir o ponto de equilíbrio (break-even).

Os cobots, os braços robóticos colaborativos da Universal Robots, oferecem aos fabricantes acesso aos benefícios da automação robótica avançada sem os custos de manutenção associados aos robôs tradicionais: dificuldade de programação, implementação demorada e células de trabalho cercadas. Isso faz a automação mais acessível mesmo para pequenos ciclos de produção e linhas de montagem de produtos mistas.

Cobots possuem um melhor custo de aquisição total, usabilidade amigável e implementação flexível. Eles estão tornando a automação mais fácil do que nunca para negócios de todos os tamanhos ao redor do mundo, e ainda são adequados para compartilhar o espaço de trabalho com humanos de maneira segura. Todos esses benefícios fizeram dos nossos cobots peças transformadoras em uma grande variedade de aplicações.

A Universal Robots já implementou mais de 75.000 cobots usados em diversos ambientes de produção todos os dias ao redor do mundo. Nossos braços robóticos industriais colaborativos são ferramentas avançadas e fáceis de usar em empresas e organizações de todos os tamanhos ao redor do mundo.

Os cobots ajudam a manter a competitividade no mercado volátil mundial. Onde quer que busque por pessoas e grandes objetivos de crescimento na indústria mundial, você encontra a Universal Robots. Veja a seguir dois casos de sucesso de uso de cobots na indústria brasileira.

1. Mercedes-Benz

Na busca por reduzir retrabalhos na aplicação de cola nas longarinas automotivas, a fábrica da Mercedes Benz em Juiz de Fora - MG precisava aumentar a assertividade do processo através de modificações na produção. Por isso, buscaram uma solução capaz de oferecer uma aplicação e dosagem previsíveis que melhorassem a ergonomia no local de trabalho.

A fábrica precisava automatizar o processo de aplicação de cola em tempo hábil, com recursos financeiros pré-determinados e sem alterar completamente o chão de fábrica. Além disso, era necessário que a solução pudesse estar em operação lado a lado com os humanos sem apresentar riscos à saúde ou segurança no local de trabalho.

Como os braços robóticos industriais colaborativos ajudaram?

A Mercedes-Benz implementou um robô colaborativo UR10e em sua linha produtiva na tarefa de aplicação de cola em peças automotivas. Esse é um processo pouco ergonômico, já que a ferramenta era pesada, e extremamente repetitiva, 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. "O robô hoje permite uma perfeita qualidade exigida pela Mercedes-Benz", afirmou Rogério Dutra, Supervisor de Produção da fábrica. “E também podemos aproveitar a mão de obra para valorizar ainda mais o produto”.

Dessa forma, a Mercedes-Benz conseguiu uma implementação rápida, fácil e altamente produtiva, aumentando a segurança no espaço de trabalho e a qualidade de vida dos trabalhadores ao redor. “Poder ter um robô colaborativo, o tempo inteiro ao seu lado, garantindo também a sua segurança, é primordial”, contou Robinson Pires, soldador. O UR10e opera normalmente sem célula de segurança, interrompendo imediatamente a tarefa caso esbarre em um humano.

A Mercedes-Benz foi capaz de melhorar não só os processos produtivos em sua linha de montagem, mas também pôde, com a automação, fomentar o desenvolvimento e crescimento profissional dos trabalhadores no local. Um resultado positivo em múltiplas áreas.

- Leia também: Automação de tarefas repetitivas: por que cobots são a melhor opção?

2. Natura

Natura, a maior multinacional brasileira de cosméticos, acaba de integrar um robô colaborativo da Universal Robots, um modelo UR10, na linha de produção dos produtos EKOS. O processo de encaixotamento era feito manualmente, com duas pessoas realizando essa tarefa diariamente. A grande quantidade de embalagens a serem encaixotadas gerava um impacto ergonômico negativo aos funcionários, além de realizar atividades repetitivas sem valor agregado para a produção.

Com desafios que vão além do desenvolvimento de novos produtos e incluem inovações em serviços e novos negócios, a Natura é favorável à soma do conhecimento em rede. A proposta é ajudar no diálogo da comunidade científica, reunindo pesquisadores e instituições de pesquisa para inovar e promover relações de bem estar (relações harmoniosas do indivíduo consigo mesmo, com os outros e com a natureza).

“Era uma linha bem manual, onde a gente trabalhava no final da linha com duas pessoas guardando na caixa e isso era bem impactante pra gente que fazia todo o processo encaixotando manualmente”, afirma a operadora de máquina da Natura, Maria Correia de Meira.

Como os braços robóticos industriais colaborativos ajudaram?

São oito produtos empacotados, que possuem diferentes tamanhos e a solução foi incluir um sistema de troca rápida para 3 ferramentas, em apenas alguns minutos, possibilitando que o trabalho do robô fosse realizado com os diferentes tamanhos de embalagens. São 70 produtos empacotados por minuto, muito mais rápido que a configuração do restante da linha.

A implementação do cobot da UR em sua linha de produção converge com a missão e iniciativa da marca. Todo o processo de integração levou cerca de 120 dias e a configuração do robô em apenas 3 dias. Para os engenheiros da Natura, o grande desafio foi realizar um projeto totalmente inovador, que pudesse ter êxito e payback garantidos com investimento reduzido e a questão da ergonomia do trabalho.

- Leia também: Linha de produção automatizada: como funciona e por que implantá-la

Reunimos a seguir as principais dúvidas sobre braços robóticos. Confira!

O que é braço robótico?

É uma ferramenta automatizada projetada para simular os movimentos do braço humano com alta precisão, repetibilidade e força, sendo usado em ambientes industriais para executar tarefas específicas de forma autônoma ou colaborativa.

Para que serve o braço robótico?

O braço robótico serve para automatizar atividades industriais repetitivas ou que exigem precisão, como soldagem, montagem, embalagem, pintura, aplicação de adesivos, manipulação de peças e processos de “pick and place”.

Quais são os tipos de braços robóticos?

Os principais tipos de braços robóticos industriais são os articulados, SCARA, Delta ou paralelos, cartesianos e os braços robóticos colaborativos, também conhecidos como cobots.

Como é formado o braço articulado do robô?

O braço articulado do robô é composto por articulações, atuadores e controladores programáveis, que permitem realizar movimentos precisos e executar diferentes tarefas dentro da linha de produção.

Quanto custa um braço robótico industrial?

O custo de um braço robótico industrial tradicional pode chegar a dezenas ou centenas de milhares de dólares, enquanto a implementação de um braço robótico colaborativo costuma ter custos iniciais mais acessíveis, próximos ao salário anual de um operário.

Onde comprar braço robótico?

Um braço robótico pode ser comprado com empresas especializadas em automação industrial e robótica, como a Universal Robots, que oferece cobots para diferentes portes de indústria e aplicações produtivas.

Como fazer um braço robótico?

Para fazer ou implementar um braço robótico, é necessário avaliar a aplicação desejada, os custos de instalação e manutenção, a integração com máquinas e equipamentos, a programação, os periféricos, a segurança e o retorno sobre o investimento.

O braço robótico industrial colaborativo é o tipo de tecnologia que apresenta um rápido retorno sobre o investimento, além de rápida adaptação à rotina industrial colaborativa. Por isso, é uma opção de automação importante e viável independentemente do porte da indústria. Enquanto isso, o braço robótico industrial tradicional é um investimento mais robusto indicado para grandes negócios, que possuem uma segurança financeira maior, até o investimento ser pago.

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- Leia também: Como escolher uma empresa de automação industrial robótica?