Mesa Redonda Executiva:Projeto de Robótica

À medida que as instalações de fabricação se tornam mais automatizadas, os robôs estão desempenhando um papel maior. E embora os robôs colaborativos e outros sistemas robóticos possam ajudar os trabalhadores humanos, ainda há muitas perguntas a serem respondidas sobre custo, segurança e outros fatores. Design de movimento apresentou algumas dessas perguntas a um painel de líderes da indústria de robótica.

Nosso painel executivo é composto pelo Dr. Frank Melzer, Diretor de Tecnologia da Festo SE; Scott Summerville, Presidente e CEO da Mitsubishi Electric Automation; Mark Sadie, vice-presidente de marketing da Omron Automation Americas; Enrico Krog Iversen, CEO da OnRobot; e Jim Lawton, vice-presidente de gerenciamento de produtos e marketing da Universal Robots.

Design de movimento: Os robôs colaborativos foram originalmente desenvolvidos para ajudar os trabalhadores a realizar tarefas de montagem; hoje, eles têm muito mais aplicações. Embora muitos vejam os cobots como assistentes benevolentes dos humanos, eles apresentam perigos inerentes. Como os cobots foram aprimorados e quais aspectos deles ainda apresentam barreiras ao seu pleno potencial?

Dra. Frank Melzer: Os robôs colaborativos foram originalmente desenvolvidos para ajudar os trabalhadores a realizar tarefas de montagem; hoje, eles têm muito mais aplicações. Recursos como velocidade limitada segura, limitação de força e a possibilidade de definir espaços de trabalho seguros estão chegando com quase todos os cobots atualmente. A ISO/TS 15066 e a necessidade de especificar cada aplicação individual de acordo com os aspectos de segurança são os fatores limitantes até agora em termos de barreiras para uma adoção mais ampla de cobots.

Jim Lawton: Os cobots não são apenas para tarefas de montagem e provaram-se em uma ampla gama de aplicações. Os robôs tradicionais têm uma grande pegada. Por outro lado, os cobots são de baixo custo, fáceis de implantar, ocupam pouco espaço e são seguros para operar próximos aos trabalhadores humanos. Para qualquer máquina ser inerentemente segura, isso significa que não há risco de ferimentos em todas as situações. Isso não existe. Mesmo um pequeno robô com uma carga útil muito pequena pode segurar uma agulha hipodérmica com um veneno ou vírus mortal, apresentando o risco de danos a uma pessoa devido à aplicação, mas não ao robô. Apenas a aplicação de um cobot pode ser considerada segura ou não.

Enrico Krog Iversen: Os robôs colaborativos vêm melhorando a uma taxa fenomenal, as cargas úteis aumentaram, a repetibilidade melhorou e surgiu um enorme ecossistema de desenvolvedores terceirizados de componentes e ferramentas para cobots. Todas essas melhorias, incluindo a capacidade de lidar com cargas maiores, foram alcançadas sem sacrificar os recursos de segurança que possibilitam que os cobots sejam implantados próximos aos trabalhadores humanos.

Scott Summerville: Como todos os robôs, os cobots passaram por melhorias e refinamentos desde a sua introdução. As barreiras à introdução de cobots podem incluir sua velocidade de operação e repetibilidade. Os cobots precisam se mover a uma velocidade reduzida quando estão próximos de humanos e a repetibilidade de muitos cobots tende a ser menor do que a dos robôs industriais padrão, o que também limita seu possível uso. Sistemas com cobots são frequentemente projetados por usuários de robôs inexperientes. Muitas das instalações malsucedidas do cobot não se devem às limitações do cobot, mas sim à inexperiência do arquiteto do sistema.

Mark Sadie: Robôs colaborativos atualmente oferecem segurança em relação à força e velocidade do próprio braço robótico, permitindo que humanos trabalhem em harmonia com máquinas próximas. Existem oportunidades para os cobots entenderem a segurança necessária para a tarefa que o braço está realizando e as ferramentas que está usando. As áreas de melhoria incluem ferramentas de extremidade de braço com classificação de segurança, como garras.

Design de movimento: Como a Internet Industrial das Coisas (IIoT) impactou o quão “inteligentes” os robôs podem ser e como os robôs se conectam entre si e com seus operadores?

Summerville: Os robôs sempre foram capazes de se comunicar uns com os outros, operadores e dispositivos externos, então essa conectividade não é novidade. A IIoT permite que essa comunicação seja mais rápida e fácil de configurar; no entanto, a maioria dos fabricantes não deseja que seus dados sejam comunicados pela Internet. Se a definição de IIoT for mais sobre dados, os sistemas host dentro da fábrica agora estão sendo programados para usar esses dados para tomar decisões significativas e alertar os operadores sobre possíveis problemas antes que a produção seja afetada. Essa necessidade permitiu que os fabricantes de robôs justificassem o custo associado ao desenvolvimento de análises de dados adicionais para aplicativos como manutenção preventiva.

Sadie: A IIoT permitiu que os robôs estendessem um valor primário que eles trazem em automação flexível. Robôs inteligentes podem se integrar a sistemas de chão de fábrica e sistemas de TI corporativos, bem como alterações de pedidos de automação, alterações de produtos, alterações de ferramentas e configurações de produtos. A visão robótica integrada também ampliou essa capacidade de tornar o robô mais inteligente com o objetivo de manter a localização precisa de máquinas, ferramentas e peças, pois elas podem se mover de um trabalho para outro.

Melzer: Os robôs conectados talvez sejam o desenvolvimento mais relevante para superar as limitações impostas pelas especificações da ISO/TS 15066. Os wearables conectados, por exemplo, podem ajudar na troca de informações entre cobots e operadores; wearables podem detectar a intenção para o próximo movimento do operador de forma mais conveniente e talvez com a mesma ou mais precisão do que qualquer scanner a laser externo ou sistema de câmera.

Lawton: A IIoT traz níveis sem precedentes de granularidade para implantações de automação, permitindo que os usuários obtenham informações detalhadas sobre o desempenho de seus robôs. Por exemplo, os dispositivos de borda de monitoramento remoto permitem que você monitore e programe seus cobots remotamente, o que é especialmente valioso devido ao surgimento do COVID-19 e à erupção de diretivas de trabalho em casa, regulamentos de distanciamento social e problemas de absenteísmo que se seguiram.

Design de movimento: O custo chegou a um ponto em que a robótica pode ser usada por mais fabricantes de pequeno e médio porte?

Melzer: A robótica tradicional tem sido apoiada principalmente pela indústria automóvel, pelo que o desempenho destes dispositivos foi adaptado às necessidades dos fabricantes de transportes. Prevendo uma robótica menor e mais leve, os designers perceberam que os cobots poderiam ser usados ​​para milhões de tarefas de montagem que agora são realizadas por humanos. As vendas de cobots para montagem reduziram os custos desses robôs a um nível em que os fabricantes de pequeno e médio porte começaram a aplicá-los. Além da redução de custos, a facilidade de uso impulsiona a adoção de cobots para empresas de pequeno e médio porte.

Sadie: O custo chegou a um ponto em que as pequenas e médias empresas podem e devem investir. No passado, a típica célula de automação de robótica de alta velocidade poderia facilmente custar bem em faixas de seis dígitos e mais. Atualmente, as células de automação robótica colaborativa normalmente custam substancialmente menos, oferecendo um grande retorno do investimento para o usuário. Robôs móveis colaborativos podem ser movidos para diferentes aplicações e trabalhos conforme necessário dentro da fábrica, aumentando seu valor na fabricação flexível.

Summerville: Sim, o custo de compra de um robô diminuiu à medida que as capacidades dos robôs e o volume de unidades aumentaram. Isso teve um impacto positivo nos cálculos de ROI. Os robôs também são mais duráveis ​​do que em qualquer momento do passado, impactando ainda mais o ROI de maneira positiva. Cobots normalmente têm ambientes de programação orientados por ícones que são muito fáceis de entender para novos usuários, resultando em tempos de construção mais curtos e reprogramação mais rápida caso o cobot seja movido para uma área diferente do processo de fabricação. Além disso, há menos equipamentos de segurança necessários com cobots, reduzindo o custo e a complexidade da célula de trabalho (como cercas, cortinas de luz e dispositivos semelhantes).

Lawton: Além de oferecer um baixo custo de entrada, os robôs colaborativos são fáceis de programar, mesmo por pessoas com pouca ou nenhuma experiência anterior em robótica. Isso reduz ainda mais os custos de adoção do cobot, pois elimina a necessidade de trazer especialistas em robôs toda vez que você precisar reprogramar seu cobot.

Iversen: Nunca foi tão fácil para os fabricantes de pequeno e médio porte adotar a automação de forma rápida e barata. Um relatório recente da Federação Internacional de Robótica revelou que as instalações de cobots cresceram 11% em 2019. Acreditamos que o baixo custo de entrada e a facilidade de uso são dois fatores que impulsionam esse crescimento impressionante.

Design de movimento: Houve uma série de avanços em efetores finais, proporcionando aos robôs maior destreza e flexibilidade; no entanto, muitas ferramentas de preensão e preensão ainda não possuem conectividade universal. O que precisa ser feito para garantir que qualquer efetor final possa se conectar a qualquer robô?

Iversen: Garantir que “qualquer finalizador possa se conectar a qualquer robô” é uma grande questão, especialmente quando você considera que novos robôs e finalizadores estão chegando ao mercado todos os anos, alguns dos quais inevitavelmente serão bloqueados em software, hardware e comunicação proprietários interfaces.

Sadie: Assim como em outros produtos de automação, a tecnologia do efetor final precisará avançar para suportar as redes de automação e fornecer um arquivo a ser carregado no controlador do robô para controles de interface universal. Hoje, muitos produtos de efetores finais têm drivers de clientes e integração de software em robôs específicos. Estes têm vantagens especiais que não queremos perder na busca da conectividade universal.

Melzer: O sucesso adicional dos cobots depende principalmente da flexibilidade das ferramentas de ponta de braço (EOATs); isso deve ser uma prioridade dos comitês de normalização nacionais e internacionais. Não há dúvida:seguir para uma interface EOAT padronizada é uma perspectiva sedutora. Mas uma interface universal deve acomodar mais do que algumas funções emocionantes. É essa complexidade que torna a padronização uma meta ambiciosa e difícil de alcançar.

Summerville: A falta de interfaces mecânicas e de controle comuns sempre atrasou a implementação de robôs e aumentou o custo das soluções totais. Não vejo fabricantes de robôs concordando com um conjunto comum de interfaces tão cedo; no entanto, os fabricantes de robôs estão obviamente interessados ​​em ter o maior número possível de empresas de interface mecânica adaptando produtos aos seus robôs. Este provavelmente será o caminho para o futuro previsível quando se trata de compatibilidade.

Lawton: Devido à enorme variedade de robôs, finalizadores e diferentes interfaces de hardware e software usadas por diferentes marcas, é improvável que tenhamos uma situação em que “qualquer finalizador possa se conectar a qualquer robô”, pelo menos a curto prazo. .

Design de movimento: Com o COVID-19, os robôs móveis autônomos (AMRs) tornaram-se úteis em ambientes hospitalares e para entrega de alimentos, fornecendo uma maneira de transportar itens de maneira socialmente distanciada. Que outras aplicações você vê para robôs móveis em um futuro próximo?

Sadie: É emocionante ver as soluções criativas que um ambiente pós-COVID exige. As possibilidades são infinitas para aplicações futuras e combinar a tecnologia móvel autônoma com robôs colaborativos aumenta ainda mais o potencial em muitos mercados, incluindo manufatura, segurança, hotelaria, logística e aplicações comerciais.

Summerville: À medida que os recursos dos AMRs aumentaram, os sistemas que integram robôs e AMRs estão lentamente se tornando mais econômicos e fáceis de implementar. O uso de robôs fixos também aumentou devido à pandemia, especificamente para trabalhadores socialmente distantes, montadores, embaladores e inspetores em instalações fabris, principalmente na indústria alimentícia, além de eletrônicos, dispositivos médicos e manufatura em geral.

Melzer: A robótica de serviço é definitivamente um campo em que as experiências da pandemia estimularam a conscientização de que novos recursos de cobot são necessários e serão bem recebidos por várias aplicações. Cuidados pessoais, intralogística e armazenamento são notáveis ​​por sua necessidade de AMRs.

Lawton: O COVID-19 criou um aumento no interesse pela automação em geral, mas isso é especialmente verdadeiro para robôs colaborativos e plataformas de robôs móveis. Quando essas plataformas são combinadas para criar um cobot móvel, as aplicações potenciais de ambas as tecnologias aumentam exponencialmente. Vimos cobots móveis implantados para aplicativos de desinfecção em hospitais e até mesmo para aplicativos de teste COVID-19.

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