Robôs colaborativos:como decidir se os cobôs são a escolha certa

Os robôs colaborativos são construídos para trabalhar ao lado de humanos, aumentando a automação e a produtividade. Saiba como e por que os cobots podem impactar seus negócios.

Os robôs colaborativos (cobots) são um tipo relativamente novo de robô na indústria de automação industrial. Apesar disso, eles estão conquistando o setor. Você aprenderá o básico sobre robôs colaborativos por meio dos seguintes tópicos:

• O que é um robô colaborativo?
• Quais indústrias usam robôs colaborativos?
• Aplicativos para robôs colaborativos
• Quando (e não) automatizar com robôs colaborativos
• Considerações de custo

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O que é um robô colaborativo?

O robô colaborativo foi desenvolvido e lançado por volta da virada do século. Seu objetivo é realizar tarefas automatizadas em torno de operadores humanos. Isso difere de outros robôs industriais estacionários. Esses robôs devem ser isolados de humanos. Isso é obtido por meio de barreiras físicas e outros dispositivos de segurança. Os robôs colaborativos incluem uma funcionalidade única para torná-los adequados para trabalhar com pessoas. Esses recursos podem incluir coisas como:

• Limitações de velocidade
• Limitações de capacidade de carga útil
• Forçar detecção

Tecnicamente, os robôs colaborativos podem vir em qualquer forma de robôs. No entanto, o design de seis eixos é a forma em que quase todos os robôs colaborativos estão disponíveis comercialmente. Este design torna o robô colaborativo pronto para uma ampla gama de aplicações.

Os robôs colaborativos têm algumas diferenças marcantes com o robô industrial de seis eixos. Eles são projetados para trabalhar perto de pessoas, ao contrário do tipo industrial. Além disso, os robôs colaborativos são mais fáceis para os não especialistas interagirem. Isso inclui reprogramação e ajuste de parâmetros no robô. O ambiente de desenvolvimento é tipicamente gráfico e intuitivo. Isso se opõe ao ambiente de desenvolvimento mais complexo de robôs industriais.

Os Cobots também são leves em comparação com seus primos industriais. Isso permite que eles sejam emparelhados com robôs móveis para atuar em ambientes dinâmicos. Um cobot pode estar executando uma tarefa de manutenção de máquina por um período de tempo. Então, quando for necessário em outro lugar, o robô móvel transportará o cobot para outra área. Neste ponto, ele pode executar sua próxima tarefa. Isso dá ao cobot muito mais flexibilidade para causar impacto em seu ambiente de manufatura.

Os Cobots têm limitações de design estritas definidas pela International Organization for Standardization (ISO). Portanto, você pode ter certeza de que, de marca para marca, há um nível básico de “colaboração” e especificações de segurança que são respeitadas.

ISO define 4 tipos de modos de operação do robô colaborativo:

1. Limitação de potência e força

Este método institui limitações de força por meio de um sistema de feedback de força. Isso significa que se o robô entrar em contato com uma pessoa ou objeto, ele interromperá seu movimento. Considerando a inércia do robô, sua força e velocidade precisam ser limitadas para parar quando necessário. A “velocidade colaborativa” é definida como não mais do que 250 mm por segundo. Deve-se observar que isso não significa que o perigo é zero ao usar um robô colaborativo. Cada aplicativo é único. Uma avaliação de risco deve ser conduzida e devidamente aplicada para garantir um ambiente de trabalho seguro.

Você precisa realizar uma avaliação de risco para qualquer tipo de robô em toda a sua aplicação e ao reimplantar para uma nova estação ou uma nova tarefa. Em suma, consiste em avaliar os riscos e tratá-los.

A limitação de potência e força é o método mais comum de operação do cobot. Ele permite um envelope de trabalho mais próximo entre os operadores humanos e robóticos. Este modo oferece suporte a limitações ou interrupções de produtividade mínimas. Este método também não requer equipamento externo para funcionar. Isso ocorre porque o sistema de feedback de força é inerente ao robô. Este sistema é uma combinação de hardware e programação.

2. Monitoramento de velocidade e separação

Este método usa equipamento de detecção para monitorar a área circundante. Isso é feito para controlar o movimento do robô. Esta área é às vezes chamada de envelope de trabalho estendido. Geralmente, este equipamento monitora a área para humanos ou equipamentos. Conforme um operador ou empilhadeira se aproxima da célula de trabalho, o robô reage de acordo. Ele vai desacelerar, restringir sua amplitude de movimento ou ambos até que o ser humano ou o objeto entre na zona de parada. Neste ponto, o robô irá parar todo o movimento. Assim que a obstrução for removida da zona definida, o robô começará a se mover novamente. Este tipo de colaboração humano-robô também pode ser implementado com robôs industriais.

3. Guia manual

A orientação manual é essencialmente a operação remota de um robô por um operador com o uso de um módulo de controle. Isso é freqüentemente visto em aplicações de levantamento de materiais pesados ​​e perigosos. Isso tradicionalmente exigia que um operador assumisse o controle de movimento.

Esta tecnologia agora é utilizada na habilidade de “ensinar manualmente”. Essa funcionalidade vem com muitos robôs colaborativos modernos. Um operador pode guiar manualmente o robô usando os controles do robô para ensinar as etapas de um processo. Um robô industrial precisaria de um dispositivo de detecção de força para ter uma capacidade de ensino.

4. Parada monitorada de segurança

A parada monitorada de segurança é um modo de colaboração que vemos com frequência, mesmo para robôs industriais. Sempre que um ser humano entrar na área de trabalho do robô, ele irá parar completamente. Sistemas como cortinas de laser, paradas de emergência e travas especiais nas portas das celas são usados ​​para detectar se um humano entra na área. As equipes de manutenção também estão usando esse modo de colaboração para trabalhar nos robôs.

Muitos robôs colaborativos implantam mais de um desses métodos. Isso os torna capazes de ser flexíveis e operar em ambientes dinâmicos. Deve-se observar que cada aplicativo é único. Uma avaliação de risco deve ser conduzida e devidamente aplicada para garantir um ambiente de trabalho seguro, independentemente do tipo de robô.

Quais indústrias usam robôs colaborativos?

Os robôs colaborativos têm uma ampla gama de aplicações em muitos setores diferentes. Graças ao seu design de uso geral. Indústrias que normalmente tiram proveito da tecnologia cobot incluem:

• Embalagem
• Farmacêutico
• Alimentos e bebidas
• Eletrônicos
• Logística
• metais
• Plásticos
• automotivo
• Aeroespacial

Os Cobots podem ser encontrados em quase todas as grandes indústrias. Seu design inclui características que permitem uma ampla gama de aplicações. Você está pronto para começar a procurar soluções para sua aplicação ou indústria? Você pode visitar HowToRobot para começar a receber orçamentos de vários fornecedores diferentes. Economize tempo e esforço usando nossa rede para trabalhar para você.

Aplicativos para robôs colaborativos

Você aprendeu que robôs colaborativos são comumente encontrados em vários setores diferentes. Com que tipos de aplicativos os cobots são encarregados? Esses aplicativos incluem:

• Escolher e colocar tarefas
• Montagem e desmontagem
• Manuseio de materiais
• Soldagem
• soldagem PCB
• Inspeção
• Dispensando
• Tratamento de máquinas

Você notará que se trata de uma ampla gama de aplicativos. Esta é uma das vantagens dos robôs colaborativos. Eles são uma peça de tecnologia versátil. Eles podem ser implantados e reimplantados para realizar muitas tarefas diferentes em uma única instalação.

Os robôs colaborativos têm pontos fortes que os tornam uma boa escolha para muitas aplicações. Por um lado, eles têm sistemas internos que os tornam adequados para trabalhar perto de pessoas. Além disso, eles compartilham o design de seis eixos com o robô industrial de seis eixos. Isso lhes dá um bom equilíbrio entre velocidade, amplitude de movimento e capacidade de carga útil. A liberdade de movimento do design de seis eixos traz vantagens específicas. Sua excelente amplitude de movimento não o limitará de executar aplicações específicas. Eles também podem ser ensinados. Isso significa que um operador pode guiar o robô manualmente durante a tarefa de ensiná-lo. A partir deste ponto, o robô pode executar esta tarefa repetidamente. Se a tarefa mudar, ela pode ser retomada e reimplantada.

Claro, os cobots não são adequados para todas as aplicações. O principal fator para isso são os mesmos recursos que permitem que eles trabalhem perto de outras pessoas e também limitam sua capacidade de realizar algumas tarefas. Por exemplo, considere uma tarefa que requer alta velocidade e alta capacidade de carga útil. Esta poderia ser uma aplicação de montagem automotiva de alto volume. O cobot não seria a escolha ideal aqui. Isso ocorre porque sua capacidade de carga útil menor limitará sua capacidade de manobrar a carga. Isso fará com que o robô falhe durante a operação. Falhas causam interrupções no fluxo de trabalho e param a linha. Além disso, a velocidade necessária para maximizar o rendimento pode não ser alcançável com um cobot. Suas velocidades mais baixas podem deixar maiores ganhos de eficiência não realizados. Nesse caso, um robô industrial tradicional de seis eixos seria a melhor escolha. Então, quando você deve procurar automatizar com um robô colaborativo?

Quando (e não) automatizar com robôs colaborativos

Como você aprendeu, os cobots têm muitas aplicações e vantagens. Como saber se seu aplicativo é adequado para automação com um cobot? Bons candidatos de projeto para cobots incluem algumas das seguintes características:

• Os técnicos têm pouca experiência com robôs
• O controle de qualidade é fundamental
• A tarefa pode mudar no futuro
• A tarefa requer colaboração com trabalhadores humanos
• A tarefa não é de alta velocidade e não requer grande força

Os técnicos têm pouca experiência com robôs

Os robôs são equipamentos complexos. Como tal, eles requerem técnicos experientes para operá-los e mantê-los. Uma grande parte dessa experiência está em reprogramação. Os Cobots podem ser controlados de forma simples e intuitiva. Sua interface de programação é muito mais convidativa para o leigo. Isso significa que operadores e técnicos menos experientes podem operar e reprogramar este equipamento. Embora as tarefas básicas sejam fáceis e acessíveis para pessoas menos experientes, essas tecnologias podem ser ampliadas para a complexidade e eficiência de seus primos robôs industriais. É por isso que sua equipe ainda deve procurar especialistas para aprender. Eles então desenvolverão suas habilidades de programação e implantarão células robóticas mais completas.

O controle de qualidade é fundamental

Como muitos outros tipos de robôs, os cobots são repetíveis e precisos. Este é especialmente o caso quando comparado com suas contrapartes humanas. Por isso, os aplicativos de alta precisão podem ser bons candidatos para a automação cobot. Erros de controle de qualidade levam a produtos com defeito ou inaceitáveis. Isso geralmente significa processos de produção menos eficientes. Isso representa perda de receita para o seu negócio. A robótica em geral ajuda a reduzir esses problemas. Eles conseguem isso devido à sua natureza precisa e programável. Os Cobots são comumente implantados nesses aplicativos.

A tarefa pode mudar no futuro

Os Cobots têm a capacidade única de serem facilmente “ensinados” a tarefas. Técnicos inexperientes geralmente consideram a ferramenta de ensino manual útil para começar. No entanto, o verdadeiro valor do reaproveitamento do cobot está na interface de programação. Sua programação gráfica torna mais fácil de entender para os robôs novos e inexperientes. Isso significa que se uma tarefa mudar ligeiramente, o programa cobot pode ser alterado de forma rápida e fácil. Isso reduz muito a frequência com que você chama um integrador para reprogramação. Essa redução de custos resulta em mais receita no bolso e um retorno mais rápido do investimento.

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A tarefa requer colaboração com trabalhadores humanos

A característica definidora dos robôs colaborativos é sua capacidade de trabalhar com pessoas. Certas tarefas podem ser otimizadas incluindo alguma automação com trabalho humano. Os robôs são bons em lidar com tarefas simples e mundanas. As pessoas se destacam em tarefas que incluem características como tomadas de decisão complexas. Combinar os dois para trabalhar em conjunto tira proveito dos pontos fortes de ambos. Seu desempenho dessa maneira excede o que qualquer um poderia fazer sozinho. Essa otimização maximiza seu potencial de produção. Essa maior eficiência fornece maior receita e retorno sobre o investimento.

A tarefa não é de alta velocidade e não requer grande força

As principais limitações dos robôs colaborativos são encontradas nas especificações de força e velocidade. Isso ocorre por design devido à sua abordagem centrada no ser humano. Tarefas que exigem mecânica de alta velocidade são candidatas ruins para robôs colaborativos. Isso inclui tarefas como seleção e colocação de alto volume ou montagem. A implantação de um cobot nesses aplicativos pode deixar ganhos de eficiência não realizados na mesa. Além disso, as limitações de carga útil impedirão a capacidade dos cobots de assumir todas as tarefas. Tarefas pesadas, como grandes aplicações de manuseio de materiais, podem não ser possíveis para um cobot. Os robôs industriais tradicionais seriam uma escolha melhor para essas aplicações.

As aplicações do Cobot estão normalmente dentro da capacidade de força e velocidade dos humanos. No entanto, os cobots fornecem maior tempo de atividade do que os humanos. Os robôs não exigem pausas, mudanças de turno ou dias de licença médica. Eles também fornecem maior consistência. Isso ocorre porque eles não sofrem de fadiga ou lesões devido ao movimento de cargas em alta velocidade. Isso fornece maior eficiência e potencial de rendimento do que apenas os operadores humanos.

O verdadeiro negócio com os Cobots

Os Cobots estão mudando a indústria de robótica e ainda podem ser mal interpretados. Suas limitações de desempenho e preço mais alto podem criar dúvidas sobre seu uso no mercado. Pela sua crescente presença nos últimos anos, entendemos que a “facilidade de uso” é o principal motor de crescimento e mais acessibilidade por parte das PME. Eles abriram um novo mercado para a robótica, aquele sem os recursos para uma automação complexa. Embora a colaboração “real” humano-robô seja rara até hoje, os cobots abriram o mundo para novas possibilidades; mais fácil de aprender e usar robôs e futura verdadeira colaboração humano-robô. Dito isso, o futuro ainda precisa ser escrito.

Considerações de custo

O custo do equipamento é sempre um fator importante no cálculo do ROI. Você pode se surpreender ao saber que robôs colaborativos costumam ser mais caros do que um braço robótico industrial comparável. No entanto, os robôs industriais carregam custos secundários mais pesados. Freqüentemente, eles são desnecessários para aplicativos colaborativos. Por exemplo, robôs industriais sempre exigirão equipamentos de segurança adicionais. Este equipamento de segurança inclui coisas como:

• Cortinas de luz
• Scanners de segurança
• Esgrima
• Escudos
• Botões de parada de emergência

Além disso, o tipo industrial não colaborativo é mais difícil de integrar. Isso se deve em grande parte ao ambiente de programação mais complexo. Esses robôs exigirão técnicos e programadores experientes para instalação e configuração. Os custos de manutenção também são mais altos para robôs industriais. Os robôs industriais costumam ser mais caros após a integração em comparação com os robôs colaborativos. Este é o caso mesmo se o cobot por si só for inicialmente mais caro. Um custo razoável para um cobot médio em uma aplicação padrão será em torno de $ 35k - $ 60.


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