Como Robôs Delta Aceleram a Manufatura: Aumente Velocidade e Precisão

Robôs Delta estão se tornando rapidamente a chave para manufatura rápida e precisa. Saiba como impactam sua velocidade de produção e onde adquiri-los.

O robô delta é um robô industrial do tipo paralelo. Um dos tipos mais novos, o delta encontrou seu lugar em aplicações de alta velocidade na indústria de manufatura. Este artigo discute o básico de robôs delta e seu potencial impacto no seu negócio através dos seguintes tópicos:

• O que é um robô delta?
• Indústrias para robôs delta
• Aplicações para robôs delta
• Quando automatizar com robô delta
• Custo de um robô delta

O que é um Robô Delta?

O robô delta tem design único comparado a outros robôs industriais estacionários. Geralmente, robôs são identificados por grandes braços oscilantes. Robôs delta são diferentes. O nome delta vem de sua forma triangular invertida. Você encontra robôs delta montados sobre a área de trabalho. Tipicamente, esta área é uma esteira movendo produtos por uma linha de produção.

A garra é conectada a longas ligações mecânicas esbeltas. Estas ligações levam a três ou quatro grandes motores na base do robô. Às vezes há motores adicionais permitindo mais graus de liberdade na garra. Deltas são montados no topo de sua base sobre a área de produção. Embora possível com outros tipos, é padrão para deltas. Este design e a mecânica dão vantagens significativas para fabricantes, discutidas adiante.

Indústrias para Robôs Delta

Automação é necessidade para a maioria dos fabricantes que buscam manter competitividade. As vantagens específicas do robô delta ajudam empresas nestas indústrias a fazer exatamente isso:

• Farmacêutica
• Alimentos e bebidas
• Embalagem de varejo
• Cosméticos
• Médica
• Manufatura aditiva

Fabricantes nestas indústrias aproveitam o robô delta para atingir as maiores velocidades de produção disponíveis. Característica especial do delta é sua carcaça. Motores são totalmente enclausurados na base do robô. Tal construção facilita atingir altos índices de proteção (IP). Isso torna robôs delta excelente escolha para ambientes de lavagem IP69K comuns na indústria de alimentos e bebidas.

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Aplicações para Robôs Delta

O robô delta é comumente implantado em poucas aplicações que aproveitam seus pontos fortes únicos. Tais aplicações incluem:

• Pick and place
• Montagem
• Desmontagem
• Embalagem
• Classificação (sorting)

Pontos Fortes

A principal razão para encontrar robôs delta nestas aplicações é sua velocidade inigualável.

Em termos simples, a colocação dos motores e os braços leves permitem ao delta atingir velocidades que outros tipos não conseguem. Em aplicações como as acima, velocidade é prioridade máxima. Então faz sentido usar o robô mais rápido possível.

Benefício frequentemente ignorado dos deltas é seu uso eficiente do espaço no chão. A maioria dos robôs estacionários é montada no chão perto do espaço de trabalho. O robô pode precisar ser cercado por gaiola de segurança e outros equipamentos. Esse tipo de configuração pode ocupar dezenas de metros quadrados. O delta, porém, é montado sobre o espaço de trabalho. Por este design, o delta aproveita o espaço vertical comumente não utilizado em instalações de manufatura. Melhor uso do espaço vertical libera mais espaço no chão para equipamentos e armazenamento extras.

Limitações

Claro, o delta tem seus pontos fracos. Toda aquela velocidade tipicamente carrega fraquezas em outras áreas. Para o delta, a troca é velocidade por alcance e carga útil. O design mecânico não permite ao delta mover cargas muito pesadas. A maioria dos deltas atinge no máximo apenas alguns quilogramas. Isso limita severamente a gama de aplicações onde você pode aproveitar o delta.

Alcance rapidamente torna-se outro problema. Novamente, pela construção mecânica, a amplitude de movimento é significativamente limitada. O envelope de trabalho é cônico. Isso significa que quanto mais para baixo o delta deve alcançar, menos movimento lateral consegue. Estas limitações significam que o robô delta só pode ser implantado em aplicações pequenas e leves.

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Quando Automatizar com Robô Delta

Agora você entende indústrias comuns, aplicações e pontos fortes do robô delta. Mas como saber se automatizar com delta é certo para você? Pergunte-se quais desafios de negócio você enfrenta hoje no processo de manufatura. O robô delta frequentemente melhora muitos fatores. Você pode esperar melhorias em:

• Vazão de produção
• Eficiência de manufatura
• Controle de qualidade

Vazão de Produção

Fácil ver como robô delta ajuda a aumentar sua vazão. Ir de processo manual para automatizado geralmente leva a aumentos na taxa de produção. Esta vantagem é significativamente mais impactante com robô delta. Imagine que você é fabricante de barras de chocolate com processo de embalagem manual. Provavelmente tem teto limitado na taxa de produção. Introduzir robô delta permitirá maximizar sua vazão embalando barras. Mais rápido colocar barras na caixa, mais caixas envia por dia. Mais caixas = mais receita.

Claro, todo o processo deve ser considerado. Simplesmente jogar robô no problema pode expor outros problemas. Ex.: aplicação pick-and-place só vai tão rápido quanto processos upstream e downstream permitem. Paletização lenta downstream pode apenas criar outro gargalo. Por isso avaliação de todo seu processo de produção deve ser feita para maximizar implementação do robô.

Eficiência de Manufatura

Robôs são mais eficientes que trabalhadores manuais. Deltas não são diferentes. Não só são mais rápidos que trabalhadores manuais, mas também mais consistentes. Robôs delta executam mesma tarefa na mesma velocidade sempre. Esta previsibilidade é alcançável sem necessidade de pausas ou tempo fora da tarefa.

Controle de Qualidade

Robôs delta são precisos e executam tarefas repetidamente. Especialmente importante para tarefas de montagem. Ex.: robôs delta frequentemente implantados em montagem eletrônica. Sua precisão e repetibilidade dão desempenho consistente ao longo do tempo comparado a operadores manuais. Pessoas cometem erros e têm inconsistências não observadas quase tão frequentemente quando tarefa é realizada roboticamente.

Custo de um Robô Delta

Custo é fator chave para determinar ROI. Útil comparar custos relativos ao SCARA, pois estes dois robôs frequentemente podem ser usados em aplicações similares. O delta geralmente será mais caro que um SCARA de tamanho similar. A troca no custo é compensada pela velocidade muito maior do delta. Um robô delta padrão pode ser adquirido entre US$ 20k–50k. Custos associados adicionais incluem:

• Integração
• Mitigação de risco
• Manutenção

Integração

Custos de integração variam amplamente dependendo da aplicação. Em alguns casos, podem exceder custo do hardware. Incluem hardware adicional necessário, mão de obra de instalação e programação. Aplicações mais complexas exigem hardware extra e cronogramas de integração mais longos. Não deve ignorar custos de integração ao pesquisar projetos de automação.

Mitigação de Risco

Todo projeto de automação exigirá considerações de segurança. Todos sistemas delta precisarão mitigação de risco. Isso se deve ao delta ser robô industrial estacionário. Etapas de mitigação podem incluir:

• Gaiolas de segurança
• Sensores de segurança
• Intertravamentos
• Scanners
• Cortinas de luz

Estes componentes carregam custos associados: hardware, instalação, programação em alguns casos.

Manutenção

Aderir a cronograma de manutenção recomendado é crítico para proteger seu investimento. Negligenciar manutenção regular encurtará anos do ciclo de vida do equipamento. O que preparar? Manutenção regular inclui:

• Lubrificação regular de juntas e redutores
• Substituição de componentes de desgaste
• Manter unidade de controle limpa de poeira e contaminantes
• Testar amplitude de movimento e operação adequada
• Verificar funcionalidade do sistema de segurança

Incluir estes custos associados ajudará a tomar decisão informada para perseguir projeto de automação. Isso ajudará a sentir-se mais seguro que seu número de ROI será alcançado.

Estas são algumas formas como robôs delta podem impactar positivamente seu negócio. Milhares de fabricantes no mundo aproveitam esta tecnologia hoje. Pronto para explorar soluções específicas? Na HowToRobot você obtém ofertas de fornecedores para robôs, componentes, serviços e mais.