Cobots de seis eixos servindo como embaixadores da automação

Robôs com limitação de força e potência podem ser mais fáceis de implantar, em parte graças aos novos controladores

Os robôs colaborativos de seis eixos chegaram a um ponto de inflexão ao estabelecer seu nicho na fabricação? E eles poderiam estar abrindo portas para os fabricantes adotarem a automação em geral?

"Estamos definitivamente vendo uma tendência crescente para a aplicação de robôs colaborativos”, ou cobots, disse Claude Dinsmoor, gerente geral da indústria geral e segmento automotivo da Fanuc America. “Robôs limitados por força e potência em alguns casos podem ser mais fáceis de implantar e, de repente, está incentivando as pessoas a olhar para todas as áreas de automação. Para alguns clientes, é uma espécie de gateway.”

Gateway ou não, os robôs colaborativos certamente são o foco da inovação.

A empresa suíça Stäubli Robotics introduziu recentemente novas colaborações de seis eixos. Empresas que já estão estabelecidas no setor colaborativo de seis eixos, como Fanuc, ABB e Denso, estão aprimorando controladores e software de monitoramento de robôs. E os clientes da Universal Robots estão encontrando maneiras inovadoras de usar os robôs colaborativos de seis eixos da empresa.

A Stäubli ofereceu recentemente novos braços robóticos, com a linha TX2 de robôs de seis eixos prontos para colaboração. A empresa também montou um de seus robôs TX2 em um veículo guiado automaticamente e o apelidou de HelMo.

“O TX2 é nossa geração mais recente, ele funciona com nosso controlador CS9 (segurança)”, disse Sebastien Schmitt, gerente da divisão de robótica da Stäubli North America. “É a nossa resposta ao ambiente colaborativo.”

Ele destacou a flexibilidade da linha TX2, que pode ser implantada em uma célula protegida ou trabalhar com segurança ao lado de humanos, adaptando sua velocidade ao ambiente operacional.

"Você não precisa fazer uma escolha, dizendo 'Vou usar a colaboração em minha fabricação ou usarei um robô cercado? Ainda não tenho tanta certeza. ' Precisarei de produção em velocidade máxima, o que dificulta a colaboração, ou preciso interagir frequentemente com meu robô? ” disse Schmitt.

Muitos dos clientes da Stäubli são fornecedores automotivos, mas os robôs da empresa também são usados ​​na indústria de ciências da vida, onde o Lab 4.0, semelhante à Indústria 4.0, está se popularizando. A linha TX2 inclui robôs de carga útil baixa e média, variando de 0,5 a 34 kg (1,1 a 75 lb), e pode ser adaptado para trabalhar em ambientes sensíveis, como áreas úmidas e salas limpas.

HelMo é um TX2-90L de carga útil média em um AGV e opera através de um sistema de navegação intuitivo de scanner a laser. Os scanners a laser fornecem feedback acústico e óptico e iniciam uma parada no caso de um humano ou obstáculo próximo.

HelMo é implantado para carregamento e descarregamento de máquinas, embalagem e montagem, disse Schmitt.

Uso de uma cerca virtual

O novo controlador RC8A da Denso torna mais seguro para os humanos trabalharem em torno de seus robôs criando uma cerca virtual. Um novo recurso—Safety Motion—é um acréscimo aos recursos e funções já disponíveis no RC8.

O movimento de segurança usa dois sensores ópticos, um na parte superior e outro na parte inferior de uma célula, que informam ao controlador que um humano está se aproximando do robô. Quando isso acontece, o controlador reduz a velocidade do robô de forma incremental, para um nível seguro, dependendo da distância do humano. Quando a pessoa atinge a zona mais próxima, o robô reduz o torque do motor para parar ou desacelerar o suficiente para permitir que um operador interaja com ele. Quando o operador se afasta, o robô retoma sua velocidade normal automaticamente, o que ajuda a minimizar o tempo em que está parado.

Os acessórios opcionais incluem um pingente de ensino com tela sensível ao toque colorida de 7,5 polegadas e um mini pingente com tela LCD de 128 x 64 pixels.

A Denso é a única empresa de robótica que oferece simulação em seu pingente de ensino, disse Dave Robers, gerente regional de vendas.

“A simulação se torna muito, muito essencial porque se você não tiver certeza de como o robô irá para um ponto específico ou qual será sua posição final quando chegar Nesse ponto, você tem o potencial de travar seu robô ou danificar suas ferramentas ou seu equipamento”, disse ele.

Com dimensões de 12,5 x 14 x 3,69″ (31,75 x 35,56 x 9,37 cm), o RC8A continua sendo o menor controlador de robô industrial do mundo com uma saída de 3 kW. O tamanho compacto economiza espaço valioso no chão de fábrica e facilita a integração.

O sistema de rede de interface de recursos abertos ORiN da Denso permite que o RC8A se comunique com mais de 100 tipos diferentes de dispositivos.

Melhorando a facilidade, velocidade

O novo controlador R-30iB Plus da Fanuc torna seus robôs de seis eixos mais fáceis e rápidos de usar.

O R-30iB apresenta um novo iPendant com resolução de tela e capacidade de processamento aprimoradas. A interface do usuário, iHMI, possui uma tela baseada em ícones, que proporciona uma experiência familiar com guias intuitivos para configuração e programação. Ele também inclui tutoriais da página inicial principal que são projetados como aqueles para CNCs Fanuc, permitindo uma transição mais fácil para o uso de robôs.

A empresa melhorou o desempenho de processamento para hardware e software no R-30iB Plus, e o ciclo de processamento de sinal foi reduzido. Em comparação com os controladores anteriores, o tempo de saída do sinal é aprimorado, expandindo as aplicações possíveis para sistemas que exigem um alto nível de precisão de posicionamento, como aplicações a laser.

"Com as velocidades de processamento mais rápidas, conseguimos tornar a interface de programação no pingente mais rápida, ágil e responsiva", disse Dinsmoor, da Fanuc America. “Com o aumento da velocidade de processamento, também podemos acelerar o processamento lógico do robô para permitir que ele lide com processamento lógico mais rápido e tempo de execução.”

A função de visão do R-30iB Plus possui uma nova interface de câmera que aumenta em quatro vezes a velocidade de transmissão de imagens da câmera, juntamente com uma configuração de cabo simplificada.

“Além disso, em nossa arquitetura, uma vez que integramos a visão de máquina, onde podemos permitir que você conecte uma câmera e um cabo simples e integre-os à função do robô, descobrimos que outras ações, como o processamento de imagem de visão de máquina integrado ao robô, também são mais rápidos”, disse Dinsmoor. “Então, novamente, o que estamos tentando fazer é melhorar o que o robô faz e com que rapidez ele faz isso.”

Manter os operadores seguros

A ABB tem uma nova versão de seu software de monitoramento de robôs, SafeMove2.

Como o primeiro SafeMove, o SafeMove2 inclui uma série de funções, incluindo limites de velocidade seguros, monitoramento seguro de parada, faixas seguras de eixo e supervisão de posição e orientação. Como resultado, a cerca pode ser instalada muito mais perto do robô, tornando possível o uso mais eficiente do espaço.

"Você pode colocar mais robôs no mesmo espaço", disse Henrik Jerregard, gerente global de projetos para controladores de robôs da ABB em Västerås, Suécia.

"Ambas as versões têm os recursos básicos de garantir que o robô permaneça dentro da área típica do alcance do robô", disse ele. “Com a segunda iteração, é muito mais flexível. Permitimos mais recursos, como zonas, intervalos e ferramentas adicionais, e podemos simulá-los no RobotStudio”, o software de simulação e programação offline da ABB.

Outro aspecto do SafeMove2 é que ele oferece uma solução de segurança baseada em software em vez de uma solução baseada em hardware. Como resultado, os usuários podem esperar investimentos reduzidos, bem como maior flexibilidade e confiabilidade.

Um aplicativo comum que o SafeMove2 permite é com aplicativos colaborativos como carregamento de máquina ou inspeção, disse Jerregard. Com o software de segurança combinado com os sensores de segurança, um operador pode caminhar até o robô e observar a peça de trabalho com a qual o robô está trabalhando no momento, porque o aplicativo desacelerará e, em seguida, parará o robô.

SafeMove2 também integra conectividade fieldbus de segurança na família de controladores de robôs IRC5 da ABB, bem como nos controladores IRC5 Single, Compact e Paint.

Tornar-se material de parceiro

A Universal Robots, uma empresa dinamarquesa, fabrica três robôs colaborativos de seis eixos, o UR3, UR5 e UR10. Eles variam em carga útil de 6,6 a 22 lb (3 a 10 kg) e alcance de 19,7 a 51,2 ″ (500 a 1300 mm).

Task Force Tips, fabricante de equipamentos de combate a incêndio com sede em Indiana, instalou um robô UR10 e dois robôs UR5 para cuidar de máquinas CNC. Um quarto robô, um UR5, é montado em uma mesa com rodas e movido entre as tarefas.

“Leves, fáceis de configurar, programar e implantar, os Robôs Universais permitem que os clientes hoje atendam aos requisitos de produção de alta mistura/baixo volume compartilhando o mesmo robô em várias aplicações e fábricas locais sem incorrer no custo de robôs adicionais”, disse Brian Dillman, gerente de vendas da Universal Robots.

O CEO da Task Force Tips, Stewart McMillan, disse:“Podemos rolar a mesa com o robô até a máquina e em poucos minutos ensiná-lo a carregar peças. Eles se tornam um tipo de parceiro para uma pessoa que os ajuda com o trabalho penoso.”

Os dois robôs UR5 guiados por visão trabalham em conjunto, com um pegando e colocando espaços em branco para bicos de mangueira de incêndio em uma fresadora, depois pegando a peça semi-usinada e entregando-a para o segundo UR5 para processamento adicional.

Tanto o handoff do robô quanto a orientação de visão usam os registros do protocolo de comunicação MODBUS no controlador dos robôs UR.

Se a detecção de força de um robô identifica uma peça deformada ou lascas de usinagem nas mandíbulas de um mandril, ele tenta explodir os detritos com ar pressurizado e, em seguida, lava o mandril se isso não funcionar. Se tudo isso falhar e a peça ainda não puder carregar, o robô notificará o operador.

O cotovelo do robô se dobra em vez de girar

Os fabricantes que desejam encaixar um braço robótico em um espaço apertado e acelerar os tempos de ciclo podem estar interessados ​​na nova série Flexion da Epson Robotics.

O “cotovelo” nos braços robóticos da série se dobra sobre si mesmo em vez de girar. Isso permite que o Flexion N2, o primeiro robô disponível na série, funcione em um espaço até 40% menor do que os robôs de seis eixos comparáveis ​​e maximiza a eficiência do movimento para acelerar os tempos de ciclo, disse a Epson. O N2 tem um alcance de 17,7” (450 mm), requer 18” (460 mm) de espaço e tem uma carga útil de 5,5 lb (2,5 kg).

“No mercado de eletrônicos, onde vendemos uma tonelada de robôs, conversamos com alguns de nossos clientes e eles ficaram muito empolgados com a possibilidade de diminuirmos o tamanho desse robô – para que eles pudessem reduzir o espaço total da fábrica, ” disse Rick Brookshire, gerente de produto do grupo. “Tudo começou na indústria eletrônica, mas assim que lançamos o produto, começamos a receber muitas consultas das indústrias médica e automotiva.”

Embora os robôs de seis eixos C4 da Epson sejam compactos em comparação com as ofertas dos concorrentes, o robô de seis eixos C4 da Epson não é páreo mesmo com o N2 da empresa quando se trata de espaços apertados, disse ele. O C4 tem um alcance de 23,6” (600 mm), mas requer 26” (660 mm) para trabalhar.

O N2 pode ser montado no teto ou em uma mesa. Tem opções, incluindo orientação visual e detecção de força.