Sensores de proximidade na robótica: entenda suas aplicações e usos

Os sensores de proximidade se destacam pela capacidade de otimizar a interação entre máquinas e seu ambiente de trabalho, garantindo operações mais seguras, precisas e eficientes.

Neste artigo vamos explorar as aplicações e usos dos sensores de proximidade na robótica, destacando seu papel na Indústria 4.0.

Sensores na robótica são dispositivos integrados que captam estímulos físicos ou químicos do ambiente e os convertem em sinais elétricos que podem ser interpretados por um robô.

Esta capacidade de detecção é fundamental, pois permite que os robôs percebam aspectos do mundo real, como movimento, presença de objetos, variações de luz, e mudanças de temperatura.

A robótica demanda a coleta de múltiplas informações para operar eficientemente. Dados sobre posição, velocidade, força, e orientação são apenas alguns exemplos do que pode ser necessário, dependendo da aplicação do robô.

Para cada tipo de informação, existe um sensor correspondente, especializado em sua detecção e medição. Essa diversidade de sensores disponíveis permite aos engenheiros projetar robôs com habilidades específicas para as mais variadas tarefas, desde a montagem precisa de componentes eletrônicos até a navegação autônoma em ambientes complexos.

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O princípio de funcionamento dos sensores na robótica baseia-se na transdução, que é a conversão de uma forma de energia em outra, tipicamente de um sinal físico para um sinal elétrico.

Essa conversão é essencial para que o robô possa processar e interpretar os dados do ambiente. Por exemplo, um sensor de temperatura capta variações térmicas e as converte em sinais elétricos, que são então analisados pelo sistema de controle do robô para determinar ações apropriadas, como ajustar o processo de refrigeração em uma máquina.

Esse processo de detecção e conversão de sinais é comparável à forma como os sentidos humanos operam, traduzindo estímulos externos em informações que o cérebro pode entender e sobre as quais pode reagir.

Ao tocar um objeto quente, por exemplo, os receptores térmicos na pele enviam sinais ao cérebro, que interpreta esses sinais como calor e desencadeia uma resposta, como retirar a mão para evitar queimaduras.

Os sensores de proximidade funcionam como os olhos e ouvidos dos robôs industriais, permitindo-lhes perceber o mundo ao seu redor sem necessidade de contato físico.

Eles são capazes de detectar a presença de objetos ou obstáculos em suas proximidades, convertendo diferentes tipos de energia (como eletromagnética, sonora ou luminosa) em sinais elétricos que informam ao robô sobre seu ambiente operacional. Isso os torna essenciais para a implementação de sistemas robóticos em ambientes dinâmicos e complexos, onde a precisão e a segurança são fundamentais.

Na robótica industrial, os sensores de proximidade podem ser usados em uma vasta gama de aplicações, como por exemplo"

• Detecção de objetos: Fundamental para a segurança operacional, os sensores de proximidade permitem que os robôs detectem e evitem obstáculos, prevenindo colisões e danos tanto ao equipamento quanto ao produto;
• Controle de processos de produção: Eles são utilizados para garantir que os robôs realizem suas tarefas com precisão, como na colocação correta de componentes em uma linha de montagem, otimizando a qualidade e a eficiência da produção;
• Gerenciamento de logística: No armazenamento e manuseio de materiais, esses sensores facilitam a automação de tarefas como a identificação e a localização de produtos, melhorando a eficiência logística;
• Interatividade com humanos: Em ambientes de trabalho compartilhados, os sensores de proximidade são fundamentais para a segurança dos colaboradores.

Existem diversos tipos de sensores de aproximação, cada um adequado a diferentes aplicações e ambientes. Alguns dos mais comuns incluem:

INFRAVERMELHO (IR)

Utiliza luz LED para detectar objetos através da reflexão. Ideal para medir distâncias com precisão e detectar a presença de objetos.

ULTRASSÔNICO

Emprega ondas sonoras de alta frequência para detectar objetos pelo eco produzido, similar à ecolocalização usada por morcegos e golfinhos.

SENSOR DE PROXIMIDADE INDUTIVO

Detectam a presença de materiais metálicos e não metálicos, respectivamente, através de variações na indutância ou capacitância.

FOTORESISTOR COMO SENSOR DE PROXIMIDADE

Usados também como sensores de luz, fotoresistores podem ser usados como sensores de proximidade graças às suas características. A quantidade de luz difere ao interagir com obstáculos na proximidade. Por isso, podem ser programados dessa forma.

Leia também: Sensores de contato: confira suas aplicações na robótica

Um dos avanços mais significativos na robótica industrial é o desenvolvimento de robôs colaborativos, ou cobots, que podem operar em conjunto com humanos de maneira segura e eficiente.

Quando o robô entra em contato com uma pessoa ou objeto, ele detecta essa pressão da interação e para ou reduz sua velocidade imediatamente. Isso evita ferimentos e garante a segurança do operador humano.

O ponto de destaque na engenharia dos cobots é que isso não é feito com sensores de contato! O sistema dos cobots conta com um algoritmo especial que mensura forças de contato e regula a aceleração e a corrente de força.

Esses módulos de segurança vêm de fábrica nos cobots. Essas e outras configurações de segurança ajudam a criar um ambiente de trabalho colaborativo onde humanos e robôs podem compartilhar o mesmo espaço de trabalho com minimização de riscos, após a realização tanto de um estudo de viabilidade do uso de cobots, quanto de  uma avaliação de riscos propriamente.

A Universal Robots facilita a integração de robôs colaborativos em processos industriais através do UR+, um ecossistema de soluções que inclui sensores, softwares e hardware desenvolvidos por parceiros certificados.

Esse ecossistema permite que empresas de todos os tamanhos encontrem facilmente as ferramentas e tecnologias necessárias para implementar soluções robóticas personalizadas, maximizando a eficiência, a segurança e o retorno sobre o investimento.

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