Robôs Pick-and-Place: Acelere a Produção e Aumente a Saída

Robôs pick-and-place são a chave para maior produção e tempos de ciclo mais rápidos. Saiba como reduzem custos, erros humanos e gargalos.

O termo pick-and-place refere-se a qualquer aplicação onde uma peça é pega em um local, movida e colocada em outro. É mais associado a embalagem e paletização. Pode ser tarefa crítica em processos de manufatura de alto volume. Mas quando e como fazer?

Neste artigo você aprenderá:

• Quais indústrias usam robôs pick-and-place?
• Quando automatizar seu processo pick-and-place?
• Quais robôs realizam aplicações pick-and-place?
• Uma nota sobre efetores finais
• Custo

Quais Indústrias Usam Robôs Pick-and-Place?

Aplicações pick-and-place são comuns em diversas instalações de manufatura. É uma tarefa fundamental de automação — até tarefas complexas como montagem, embalagem, paletização incluem pick-and-place como sub-tarefa. Por isso, encontram-se esses robôs em quase qualquer indústria. Indústrias comuns:

• Embalagem
• Alimentos e bebidas
• Farmacêutica
• Varejo
• Manufatura por contrato
• Plásticos
• Automotiva

Ambientes modernos de manufatura usam pick-and-place em muitas aplicações. Exemplos: robôs cartesianos enchendo frascos de medicamentos e robôs delta encaixando lenços umedecidos em caixas. Embora escaláveis a complexidade, todos exigem capacidade pick-and-place. É componente necessário de muitas aplicações industriais. Tarefas que incluem pick-and-place:

• Montagem
• Armazenagem automatizada
• Paletização
• Encaixotamento (case packing)
• Separação
• Enchimento

Montagem requer pegar peças de caixas e colocá-las no local correto do produto. Armazéns automatizados precisam de robôs para pegar e colocar produtos. O robô move-se à posição do produto, pega-o da prateleira ou caixa e coloca em área de staging. Paletização e encaixotamento são similares na perspectiva pick-and-place, mas ambos exigem essa capacidade fundamental. É provável que algumas tarefas na sua instalação tenham componente pick-and-place.

Quando Automatizar seu Processo Pick-and-Place?

Muitas tarefas pick-and-place ocorrem em linhas de montagem ou embalagem. Frequentemente tornam-se gargalo quando manuais. Grandes ganhos de vazão e eficiência podem ser obtidos automatizando aqui. Sinais de alerta para automação:

• Necessidade de aumentar vazão ou gargalo presente
• Busca de redução de custos
• Preocupações de segurança no processo manual
• Problemas de controle de qualidade

Vazão (Throughput)

Robôs são simplesmente mais rápidos que operadores humanos médios. Quando a vazão preocupa, a automação deve ser consideração primária. Especialmente quando processo manual cria gargalo. Em linha de montagem, por exemplo, a esteira pode ser desacelerada para compensar velocidade de montagem downstream. Montagem mais rápida permite acelerar a esteira, gerando mais peças por minuto, hora ou dia. Maior vazão significa mais receita.

Preocupações com vazão sozinhas nem sempre são sinal verde imediato. Certas situações tornam automação desnecessária ou pior. Ex.: processo com sub-tarefa incrivelmente difícil de automatizar, que exija controle motor fino ou "tato". Automatizar poderia dar melhor volume, mas provavelmente perderia qualidade e consistência da operação manual. Um projeto de robô nesse cenário teria dificuldade em ter sucesso.

Redução de Custos

Muitos fabricantes automatizam quando redução de custos é necessária. Projetos de automação têm alto custo inicial, mas enorme retorno sobre investimento. Operadores devem ser pagos o ano todo. O projeto ideal atinge ROI líquido em 12–18 meses. Após isso, o investimento está quitado e custos menores de manutenção mantêm a máquina gerando dinheiro por longo tempo. Tarefas pick-and-place são frequentemente simples e mundanas. Pagar operador humano para isso muitas vezes não é ótimo. Muitas instalações realocam essa mão de obra para áreas difíceis ou impossíveis de automatizar.

É importante ter visão do ROI antes de investir. Se robô é implantado onde não tem vantagem significativa sobre humanos, o ROI torna-se difícil. Além disso, se robô tem suporte precário e técnicos locais não são treinados, chamadas de serviço ficam muito caras. Sem mencionar custo adicional de downtime. Simplesmente substituir operadores por robôs pode sair caro nas circunstâncias erradas.

Segurança

Às vezes processos devem ser automatizados por segurança. Em pick-and-place, frequentemente porque componentes são grandes ou pesados, podendo causar lesões de tecidos moles com complicações a longo prazo. Essas lesões custam caro aos fabricantes — contas, multas e receita perdida por falta de mão de obra. Automatizar com robôs remove grande parte do risco para trabalhadores.

Problemas de Controle de Qualidade

Peças reprovadas ou rejeitadas são receita desperdiçada. Às vezes podem ser retrabalhadas, mas muitas vezes são sucateadas. Se falhas são causadas por erro humano, automação resolve. Robôs são precisos e altamente repetíveis — executam a mesma tarefa do mesmo jeito sempre. Não se cansam, não têm queda de qualidade por fadiga, não precisam de período de aprendizado. Aumentam a consistência da qualidade, gerando ganhos de eficiência com menos sucata e falhas em campo.

Quais Robôs Podem Realizar Aplicações Pick-and-Place?

Os robôs que executam tarefas pick-and-place são tão variados quanto as indústrias que os implantam. Exemplos comuns:

• Robôs de seis eixos (colaborativos e não-colaborativos)
• Delta
• SCARA
• Cartesianos

Por ser aplicação fundamental, a maioria dos robôs consegue executá-la. A questão maior é qual é o certo para sua aplicação. Isso é mais difícil sem mais detalhes. Felizmente, temos recurso para você. Nossa rede de consultores independentes ajuda a fazer a escolha certa baseada em seus requisitos específicos. Podemos ajudá-lo a conectar-se e começar a discutir se e como a automação é ideal para você.

Uma Nota sobre Efetores Finais

É importante notar o papel dos efetores finais. São a peça na ponta do braço do robô que manipula a peça no espaço. Frequentemente, efetores finais personalizados são feitos para a aplicação. Pode ser ventosa, garra ou eletroímã. Em qualquer caso, deve ser foco durante o planejamento. Escolher o efetor final certo é crítico para maximizar ganhos do investimento. O errado pode reduzir a produção obtida com a automação. Discuta em detalhes com seu consultor ou integrador.

Sobre o Custo

Quanto esperar pagar por seu robô pick-and-place? Difícil responder, pois varia amplamente conforme aplicação. Aplicações simples e pequenas podem ficar na faixa de US$ 10.000. Grandes e complexas podem custar bem acima de US$ 100.000. Importante consultar um especialista cedo para entender estimativas. Nossa ferramenta de cotação ajuda a começar. Conectamos você a fornecedores para receber cotações.

O importante é o retorno geral, não apenas o preço de etiqueta. Ex.: projeto de robô de US$ 250.000 para linha de embalagem. Dependendo do tamanho, pode ser grande investimento. Mas imagine que o cálculo de ROI mostra payback em 12 meses. Após o primeiro ano, o robô se pagou e agora gera lucro muito maior. Confira nossa calculadora de investimento para começar a criar orçamento e estimar ROI.