Entenda a relação entre tecnologia e automação

Entenda a relação entre tecnologia e automação na indústria e descubra as principais formas usadas para aumento na produtividade e satisfação de colaboradores.

Entenda a relação entre tecnologia e automação
Entenda a relação entre tecnologia e automação

Desde a introdução dos robôs na linha de montagem da General Motors no começo dos anos 1960, o mundo viu uma revolução na manufatura automatizada. Hoje, há uma enorme variedade de aplicações para robôs industriais em inúmeros setores, o que levou a um crescimento gigantesco no setor de robótica.

Enquanto todo o setor industrial robótico teve crescimento com o tempo, o segmento mais interessante e de crescimento mais rápido foi o de robôs colaborativos (ou cobots).

De acordo com uma pesquisa de mercado realizada pela Interact Analysis, o mercado para cobots (robôs colaborativos), que valia menos de 400 milhões de dólares em 2017, vai chegar a 7,5 bilhões e corresponder a 29% de todo o mercado global de robôs até 2027.

Cobots crescem em popularidade graças à sua flexibilidade, segurança, pequeno impacto, bom payback, baixo TCO e usabilidade amigável. Continue lendo para saber mais sobre como a automação e os cobots são usados hoje e porque essas soluções tecnológicas são tão populares.

Por que as indústrias contam com cobots?

Robótica e tecnologia de automação na forma de cobots encontraram uma grande variedade de aplicações industriais, incluindo montagem, distribuição, soldagem, acabamento, manuseio de materiais, remoção de materiais e testes de qualidade.

Os cobots da Universal Robots são usados em diversos e grandes setores industriais: comida e agricultura, móveis e equipamentos, eletrônicos e tecnologia, metais e usinagem, automotivo e prestadores de serviços, plásticos e polímeros, farmacêutico e químico, científico e de pesquisa, educação, médico, entre outros.

Essa lista continua a crescer enquanto novas oportunidades para beneficiar a automação colaborativa são descobertas.

A possibilidade de utilizar cobots em espaços de trabalho colaborativos com operadores humanos no mesmo ambiente, de maneira totalmente segura e sem causar disrupção nos processos produtivos, torna a solução atrativa para as indústrias.

Com programação rápida mesmo por quem não tem experiência com softwares e a capacidade de realizar tarefas repetitivas com precisão em micrômetros, os cobots vêm se tornando escolha cada vez mais comum por indústrias que querem acelerar a produção e manter a competitividade com o mercado global.

Quais são as tecnologias usadas para automação?

O sucesso da indústria automatizada é dependente de uma variedade de tecnologias de hardwares e softwares.

Enquanto máquinas são capazes de completar um grande número de tarefas em negócios e fábricas, elas precisam ser combinadas com o software e os acessórios corretos para serem realmente eficientes.

Aqui vão os quatro tipos de automação em uso atualmente:

Robótica

Robôs industriais tradicionais são máquinas grandes que requerem gaiolas de proteção para funcionarem.

Possuem mais custos relacionados à aquisição e operação, são difíceis de programar e gerenciar, além de normalmente serem usados para apenas um propósito. Contudo, também atendem a aplicações mais densas, como processos com grande carga de peso, velocidade ou intensidade.

Por esse motivo, os robôs industriais servem a projetos mais complexos, espaçosos e com prazos maiores. Fabricantes que buscavam soluções para demandas mais enxutas, com isso, tinham dificuldades de conciliar essas necessidades.

Não é uma surpresa, então, que o setor industrial tem se interessado cada vez mais em cobots na manufatura automatizada.

Cobots são menores e mais flexíveis que robôs industriais tradicionais. Também são mais seguros, o que permite que sejam utilizados lado a lado com operadores humanos em diferentes tarefas, de alimentação de máquinas a inspeção de qualidade, acabamento, embalagem e paletização.

Inteligência artificial

Inteligência artificial, ou IA, é parte cada vez mais importante da indústria. Na verdade, a IA é considerada componente essencial da Indústria 4.0 - uma visão do futuro da manufatura que combina o melhor em comunicação de dados, análises em tempo real e colaboração humano-robótica.

Quando máquinas são equipadas com IA, elas podem aprender a responder a uma variedade de diferentes cenários.

A NVidia Jetson AGX é desenhada para acelerar o treinamento de redes neurais e pode ser usada com cobots da Universal Robots
A NVidia Jetson AGX é desenhada para acelerar o treinamento de redes neurais e pode ser usada com cobots da Universal Robots

Por exemplo, a habilidade de fazer coleta de dados, processá-los e tomar ações preditivas (saber quando uma falha vai acontecer) e prescritivas (saber o motivo e sugerir uma solução), são tarefas de IA associadas aos cobots.

O kit Nvidia Jetson AGX Xavier Developer permite o desenvolvimento e aplicação em escala de robótica amigável à IA em todo o processo (end-to-end), incluindo redes neurais avançadas.

O Autodesk Fusion 360 é um pacote de softwares baseado em nuvem CAD/CAM fácil de usar que pode gerar arquivos de caminho da ferramenta multieixos baseados em modelos 3D. Esses pacotes estão disponíveis pela plataforma UR+.

Modelagem e simulação

Usar tecnologia e automação de maneira eficiente requer planejamento e entendimento do produto final.

Muitos fabricantes dependem de modelagens e simulações para terem uma melhor perspectiva de como seus produtos deverão funcionar.

Isso torna mais fácil adaptar e mudar designs, planejar para potenciais problemas na linha de produção e visualizar o resultado final.

Simulação em software é amplamente utilizada no caso de robôs industriais tradicionais, motivada pelo alto custo e baixa flexibilidade dos sistemas de robótica tradicionais.

Enquanto isso, cobots podem ser modelados em softwares de simulação. Para a grande maioria de aplicações, esse passo, contudo, não é necessário.

Ao invés de gastar horas modelando a aplicação, operadores de cobots podem simplesmente escolher o acessório apropriado, realizar um teste de segurança, mover o cobot para posição e testar sua performance.

Visão computadorizada

A tecnologia de visão computadorizada pode ser usada em diferentes indústrias para ajudar a guiar robôs e inspecionar produtos. É incrivelmente precisa e pode ser usada para identificar mesmo as menores imperfeições.

Sistemas de visão e sensores também podem ser usados para aplicações de localização de peças e metrologia.

Os "olhos" da OnRobot são um sistema de visão flexível que oferece compatibilidade plug and play com os robôs da Universal Robots.
Os "olhos" da OnRobot são um sistema de visão flexível que oferece compatibilidade plug and play com os robôs da Universal Robots.

O OnRobot Eyes, por exemplo, é um sistema de visão com uma câmera 2.5D que pode ser montado no “pulso” de um cobot da Universal Robots ou ainda externamente.

O Eyes provê calibração rápida em foto e reconhecimento parcial, com programação intuitiva e ágil através do software URCap que roda na plataforma de ensino da Universal Robots.

Por que a tecnologia e automação são tão atrativas a fabricantes?

Existem inúmeros aspectos de fabricação que podem ser melhorados com a introdução da tecnologia e automação.

Resolução de problemas com mão de obra

Falta de mão de obra qualificada é um grande desafio para indústrias de manufatura. Certas áreas ao redor do mundo estão vendo sua mão de obra atual chegar à idade de aposentadoria sem a presença de uma nova geração para tomar seus lugares.

Isso tem consequências importantes. Por um lado, não existem pessoas suficientes para preencher as horas de trabalho necessárias para uma produção eficiente.

Além disso, trabalhadores mais velhos podem não ser capazes de completar tarefas extenuantes, repetitivas e de precisão tão eficientemente quanto podiam antes.

A automação pode resolver esses problemas. Em áreas onde simplesmente não há mão de obra humana suficiente, por exemplo, fabricantes podem optar por um cobot.

Como cobots e pessoas podem ocupar o mesmo espaço de trabalho com segurança, esses robôs colaborativos permitem que as empresas suplementem as capacidades da equipe produtiva naquele momento.

Ao contrário do que muitos pensam, os cobots não vão substituir os operadores humanos. Eles atuam junto aos colaboradores assumindo funções repetitivas ou perigosas, os liberando para realizar tarefas de maior valor produtivo.

Como trabalhadores com pouca ou nenhuma experiência prévia com robótica podem facilmente aprender a usar os cobots da Universal Robots, utilizar essa tecnologia também permite oportunidades de crescimento profissional.

Funcionários podem sair de tarefas repetitivas como inspeção de qualidade e alimentação de máquinas para programação e monitoramento de performance de cobots.

Aumento na produção

A automação pode ajudar empresas a otimizar processos produtivos, levando ao aumento na produção e melhoria na qualidade final dos itens.

Seja na montagem, soldagem, lixamento, inspeção ou outras tarefas, os cobots podem operar de maneira ágil, confiável e consistente. E, ao contrário de suas contrapartes humanas, trabalhadores robóticos podem funcionar sem parar todos os dias do ano, o que permite que empresas aumentem a produção final ao adicionarem turnos extras.

Redução de custos a longo prazo

Um benefício primário da automação é baixar o custo de produção com o tempo, graças às melhorias nos processos produtivos. Também são mais precisos e eficientes, o que leva a menos desperdício de materiais.

Além do mais, quando robôs assumem tarefas perigosas no lugar de humanos, existem menos custos e riscos associados a lesões no espaço de trabalho.

Os cobots da Universal Robots são particularmente flexíveis, oferecendo uma solução única desenhada para cumprir uma longa série de necessidades industriais. Eles são desenvolvidos de maneira amigável ao uso por operadores sem experiência prévia.

Isso significa que a maior parte da programação e solução de erros dos cobots da Universal Robots pode ser realizada pelos usuários finais/clientes.

Melhora na qualidade

A robótica e a tecnologia da automação são capazes de garantir um nível de qualidade que não pode ser reproduzido pelo trabalho humano.

Mesmo o mais experiente e preciso trabalhador vai ter algum grau de erro, como apertos excessivos, desalinhamento de parafusos ou até mesmo falha na aplicação de uma camada de tinta sobre uma superfície ampla. Em todos os casos, a automação reduz drasticamente a quantidade de erros.

Por exemplo, a fabricante com base em Ohio thyssenkrupp Bilstein usa de maneira bem sucedida o cobot UR10s em uma aplicação de inspeção de partes automotivas suspensas.

“Quando fazíamos a inspeção do medidor antes, víamos duas peças a cada uma ou duas horas para ter certeza de que ainda estavam onde pensávamos, mas agora temos 100 por cento de certeza na inspeção”, afirmou Doug Mcle, engenheiro de produção da empresa.

O cobot utilizado na parte final de montagem é equipado com uma câmera e se move entre os pontos de inspeção para garantir que todos os componentes estejam na posição correta e que o rótulo esteja aplicado corretamente e seja legível.

“Cada parte individual que chega é verificada e, caso falhe, o robô a rejeita no processo”, explica Mcle.

Quais são alguns exemplos de automação?

Com tantas aplicações e benefícios ao incorporar essa tecnologia, muitos fabricantes introduziram a automação a seus negócios e fábricas.

Vamos dar uma breve olhada abaixo em como a automação atua nas indústrias automotiva, eletrônica e de móveis.

Tecnologia e automação na indústria automotiva

Existem muitas oportunidades para a implementação de robótica e automação na indústria automotiva, incluindo alimentação de máquinas, montagem e inspeção de qualidade.

Instalar uma célula de inspeção com cobot em sua fábrica permitiu à Comprehensive Logistics chegar à 100% de qualidade na montagem de peças automotivas
Instalar uma célula de inspeção com cobot em sua fábrica permitiu à Comprehensive Logistics chegar à 100% de qualidade na montagem de peças automotivas

A prestadora de serviços norte-americana Comprehensive Logistics usa um cobot UR10 equipado com um sistema visual para tarefas de inspeção de motor. A utilização aumentou a produtividade e qualidade final dos produtos.

Tecnologia e automação na indústria eletrônica

Cobots também são excelentes soluções para fabricantes de peças eletrônicas que precisam de um robô flexível para se adaptar facilmente a uma ampla variedade de partes e processos.

A Scott Fetzer Electrical Group (SFEG) é uma dessas fabricantes. Ela produz um alto volume de itens variados com pouca demanda (high mix/small batch) e os processos produtivos mudam diariamente.

A SFEG usa um UR5 e um UR10 nas tarefas com folhas metálicas para garantir a adaptabilidade necessária.

A cada dia, o cobot é enviado à área de maior demanda, seja para corte de uma peça bruta na prensa de estampagem para formação, dobramento e montagem final dos componentes elétricos.

A Scot Fetzer Eletrical Group montou seu cobot sobre rodas para que os operadores pudessem instalá-los em diferentes pontos da fábrica.
A Scot Fetzer Eletrical Group montou seu cobot sobre rodas para que os operadores pudessem instalá-los em diferentes pontos da fábrica.

Tecnologia e automação em mobília e equipamentos

A produção de mobília se beneficia imensamente da introdução de automação nos processos produtivos.

Por exemplo, cobots podem ser usados para montar, colar e soldar produtos. Eles também podem ser usados para tarefas de inspeção e até mesmo embalagem e paletização dos produtos finais.

Considere o exemplo da Franke, uma empresa suíça que fabrica equipamentos de cozinha.

A Franke possui alta demanda, cerca de 10000 unidades por ano e crescendo, para suas pias de cozinha, que exigem montagem e cola.

A companhia usa um robô UR5 em sua linha de produção para garantir uma distribuição 360° e uniforme do adesivo necessário para os blocos de montagem.

A Franke aumentou produtividade e satisfação de funcionários ao usar o cobot UR5 da Universal Robots em sua linha de produção
A Franke aumentou produtividade e satisfação de funcionários ao usar o cobot UR5 da Universal Robots em sua linha de produção

A solução do UR5 provê precisão microscópica e usa apenas uma quantidade pré-estabelecida de cola para cada junta. Em adição aos outros benefícios dos cobots UR5, isso economiza à Franke em estoque danificado ou desperdiçado.

Conclusão

Existem poucos processos produtivos físicos que não podem ser amenizados ou resolvidos com a introdução da automação.

A indústria de manufatura se adapta cada vez mais ao integrar IA, robótica, dispositivos inovadores e sensores em seus processos.

O segmento de maior crescimento e desenvolvimento do mercado de indústria robótica é o de robôs colaborativos. Cobots oferecem bom payback, são fáceis de se instalar, oferecem baixo TCO e ainda são seguros para serem utilizados próximos de operadores humanos sem a necessidade de cercas de segurança.

A Universal Robots é pioneira e líder no movimento de robôs colaborativos. Se você tem questões sobre os cobots e quer saber como podem beneficiar sua empresa, fale com um especialista em automação hoje.

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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