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Principais indústrias que usam robôs


Os robôs são parte integrante de muitas indústrias. Neste artigo, você descobrirá quais setores fazem mais uso de robôs, bem como casos de uso emergentes.

Os robôs industriais estão tornando o local de trabalho mais produtivo e seguro. Em muitos locais de trabalho, eles também tornam o trabalho mais agradável. Os robôs estão impactando indústrias de fabricação automotiva à agricultura, de armazenamento a produtos farmacêuticos. Algumas indústrias usam robótica há muito tempo, enquanto outras apenas começaram. Este artigo apresenta uma visão geral dos usuários mais importantes de robôs industriais. Discutimos como e por que os robôs são usados. E damos uma olhada em alguns casos de uso emergentes.

Conteúdo deste artigo:

Automotivo


Nas fábricas automotivas, os robôs se tornaram ferramentas comuns. A indústria automotiva foi a maior usuária de robôs em todo o mundo em 2020. Isso de acordo com a Federação Internacional de Robôs (IFR). A IFR afirma que 28% de todas as instalações de robôs acontecem no setor automotivo.

Aplicativos padrão


Há uma variedade fantástica de materiais usados ​​na fabricação de automóveis. Conseqüentemente, existem muitos tipos diferentes de robôs empregados. Milhares de peças vão para os carros, e cada peça tem seu próprio conjunto de processos de fabricação.

Braços de robô articulados


O grande e pesado braço do robô articulado é freqüentemente encontrado em fábricas de automóveis. Esses braços podem levantar pesos pesados. E sua flexibilidade significa que eles podem se mover em qualquer direção. Algumas das operações para as quais tais braços de robô são usados ​​incluem:

Delta Robots


Quando as peças são menores e não tão pesadas, robôs Delta de alta velocidade podem ser usados. Os fabricantes de automóveis usam robôs Delta em aplicações como:

Robôs SCARA


Os braços do robô de montagem de conformidade seletiva (SCARA) são especialmente bons na montagem de componentes eletrônicos. Este tipo de montagem envolve a inserção de peças em uma placa de circuito impresso plana. A inserção vertical combina bem com a geometria do robô SCARA. A precisão é necessária porque as peças devem caber em orifícios minúsculos. Algumas das outras aplicações que os fabricantes de automóveis usam robôs SCARA incluem:

Robôs cartesianos


Os robôs cartesianos são rígidos em todos os três eixos:X, Y e Z. E essas direções são perpendiculares entre si. Sua estrutura rígida significa que eles podem lidar com cargas relativamente altas. Eles são precisos nas três direções. Os fabricantes de automóveis usam robôs cartesianos para fazer alguns dos seguintes tipos de coisas:

Casos de uso emergentes para o setor automotivo - Cobots


Uma necessidade relativamente nova na manufatura automotiva é a de robôs colaborativos ou cobots. Cada vez mais compradores exigem a customização de seus carros. Isso fez com que os tamanhos dos lotes dos fabricantes de automóveis ficassem menores. E isso valoriza mais a capacidade de reorganizar os processos de manufatura rapidamente. Portanto, os cobots estão sendo usados ​​cada vez mais por empresas automotivas.

Os cobots podem ser "ensinados" a realizar tarefas por pessoas que não precisam saber como escrever códigos. Essa cooperação homem-máquina torna as operações mais flexíveis. O mesmo robô pode fazer tarefas diferentes hoje do que no dia anterior porque foi mostrado por uma pessoa como fazê-lo.

Os trabalhadores estão felizes com essa tendência. Os aspectos desinteressantes e cansativos de uma tarefa podem ser deixados para o robô. Ao mesmo tempo, as coisas em que os humanos são tão bons - adaptabilidade e inovação - continuam em alta demanda. Pessoas e robôs colaborando dessa forma é uma tendência nas fábricas automotivas.

Elétrica / Eletrônica


O uso de robôs nas indústrias elétrica e eletrônica vem se multiplicando. Em breve, o maior número de robôs pode estar na área de eletrônicos, em vez de automotivos. Há várias razões para isso. E os motivos são como os do setor automotivo. Ou seja, uma produção de alto volume combinada com uma padronização de peças. Portanto, há muita repetição na fabricação de produtos elétricos e eletrônicos.

Porém, há uma grande diferença entre robôs em fábricas de eletrônicos e automotivas. E essa é a capacidade de levantamento de peso. As peças eletrônicas são muito menores do que as peças de metal pesado usadas para fazer carros. Portanto, os robôs usados ​​na eletrônica tendem a ser menores. Eles são mais leves e rápidos do que os robôs metalúrgicos. É claro que os carros de hoje contêm muitos componentes eletrônicos. Além dessa sobreposição, no entanto, a distinção geralmente se mantém.

Aplicativos padrão

Montagem e Inserção


As indústrias eletrônica e elétrica usam robôs para uma variedade de operações. Isso inclui montagem, inserção, inspeção e transferência de peças eletrônicas. Outros usos incluem aperto de parafusos e solda.

SCARA e Delta Robots


Você encontrará mais robôs SCARA e Delta na indústria eletrônica. E você encontrará menos braços robóticos pesados ​​que são tão comuns nas fábricas automotivas. É mais fácil fazer robôs pequenos e mais leves seguros para trabalhar ao lado de pessoas. Muitos dos robôs usados ​​na fabricação de eletrônicos são cobots. Eles operam lado a lado com as pessoas sem a necessidade de cercas de segurança.

Os fabricantes de produtos elétricos e eletrônicos podem melhorar a produtividade e a qualidade usando robôs. Trabalhos enfadonhos e repetitivos podem ser reduzidos ou eliminados. Isso melhora as condições do local de trabalho e melhora as taxas de retenção de funcionários.

Casos de uso emergentes para a indústria elétrica / eletrônica - Cobots


A visão do computador está melhorando e o preço dos cobots está caindo. Por sua vez, aumenta o número de empresas que utilizam robôs. Essa tendência se estende a empresas menores. Empresas menores que ainda usam métodos de montagem manual podem usar cobots. Eles não precisam fazer grandes investimentos. Eles podem começar pequenos e comprar um único cobot. Depois de obter alguma experiência, eles podem ver o ROI e justificar futuras compras.

Os Cobots também fazem sentido para as empresas maiores. As empresas querem robôs que possam realizar muitas tarefas diferentes. Especialmente quando o robô pode ser ensinado o que fazer por alguém que não sabe programar.

Metal e Maquinário


O terceiro maior usuário de robôs industriais é o setor de metal e máquinas. Eles têm muitos bons motivos para fazer isso. O trabalho em metal envolve o uso de altas temperaturas. As peças geralmente são grandes e pesadas. Muitas ferramentas de usinagem giram em altas velocidades. Moinhos, equipamentos de rebarbação e brocas são todos perigosos de usar. Muitas operações de usinagem geram limalhas e partículas de metal que voam das peças de trabalho. Essas partículas transportadas pelo ar são perigosas para as pessoas.

Aplicativos padrão

Tratamento de máquinas


O Controle Numérico Computadorizado (CNC) é usado há muito tempo para automatizar os processos de usinagem. As máquinas CNC oferecem uma grande melhoria em relação às operações manuais. O controle numérico fornece maior velocidade e maior precisão. Também torna o local de trabalho mais seguro. Ainda assim, as máquinas CNC precisam de pessoas para configurá-las cuidadosamente e cuidar delas enquanto fazem seu trabalho. As pessoas precisam carregar peças vazias nas máquinas. Quando um processo é concluído, as peças precisam ser descarregadas. Freqüentemente, eles devem ser colocados em uma esteira ou em uma caixa.

Braços robóticos são usados ​​para manutenção de máquinas. Eles podem alimentar peças em uma máquina CNC. No momento certo, os robôs podem retirar a peça acabada. Em seguida, o robô move a peça para a próxima etapa do processo de usinagem. Cuidar da máquina é um trabalho tedioso. E os trabalhadores podem se distrair ou entediar rapidamente. Isso aumenta o risco de ações incorretas. O erro humano pode danificar equipamentos ou peças caras, bem como causar ferimentos pessoais. O uso de robôs para cuidar da máquina reduz esses riscos. E, claro, os robôs não se cansam e podem trabalhar 24 horas por dia.

Robôs que substituem as máquinas CNC


Em alguns casos, braços robóticos podem substituir a máquina CNC. O robô pode segurar a ferramenta diretamente e realizar a operação de usinagem. Os exemplos incluem perfuração, lixamento, rebarbação e acabamento. O braço robótico geralmente pode realizar movimentos mais complexos do que as máquinas CNC tradicionais. Isso permite menos etapas no processo de usinagem. Menos operações significam um tempo menor para conclusão. O resultado é maior produtividade, maior satisfação do cliente e maior lucratividade. Peças mais complexas podem ser feitas e em menos tempo.

Caso de uso emergente para metal e maquinário - Cobots


Os Cobots são atraentes porque podem ser usados ​​de uma maneira muito flexível. Um trabalhador industrial pode treinar um braço cobot sobre o que fazer simplesmente movendo-o. Os Cobots são projetados para operar com segurança ao lado de humanos. Eles são equipados com sensores que os tornam mais seguros. Eles não se movem tão rápido e não usam tanta força. Eles podem detectar se esbarram em algo. Os cobots costumam ter visão computacional, o que lhes permite ver os obstáculos. A visão computacional também significa que os cobots podem ser usados ​​para controle de qualidade. Visão de alta resolução é um requisito para muitas aplicações.

Plástico e Químico


Os robôs estão sendo usados ​​de várias maneiras nas indústrias de plásticos e química. Uma das melhores razões para usar robôs é manter os funcionários seguros. Nesse sentido, os robôs podem fazer toda a diferença no mundo.

Aplicativos padrão

Limpeza do tanque


Em fábricas de produtos químicos, tanques grandes geralmente precisam ser limpos. Essa limpeza exige que os funcionários usem Equipamento de Proteção Individual (EPI). O EPI protege as pessoas de produtos químicos corrosivos e vapores prejudiciais. As empresas químicas agora podem usar robôs controlados remotamente para entrar nos tanques. As pessoas ficam fora do tanque e conduzem os robôs. Os operadores podem ver usando câmeras montadas nos robôs. Os robôs são construídos com equipamentos de pulverização potentes que fazem a limpeza.

Embalagem e envio


A embalagem e o transporte são tarefas para as quais os robôs são usados ​​na indústria química. Esses processos de linha de montagem são altamente repetitivos e ideais para a robótica.

Pipetagem


Os técnicos de laboratório precisam dispensar regularmente quantidades precisas de líquidos em tubos de ensaio. Isso é necessário para realizar várias medições e análises. Robôs de pipetagem são usados ​​para este propósito. Esses robôs liberam as pessoas para realizar tarefas mais exigentes e recompensadoras. Os robôs também podem aumentar o rendimento da operação de pipetagem.

Moldagem por injeção


A moldagem por injeção de plástico requer várias operações de manutenção da máquina. Isso inclui carga e descarga, empilhamento e elevação, bem como paletização. Um robô pode alcançar o interior do equipamento de moldagem por injeção. Ele pode remover a peça acabada da máquina sem danificá-la. Os robôs podem fazer isso com precisão e incansavelmente. A produtividade é melhorada e os tempos de ciclo são reduzidos. E os robôs não precisam de pausas nem cometem erros.

Caso de uso emergente para plástico e produtos químicos - Drones aéreos e Cobots


Em fábricas de produtos químicos, chaminés, caldeiras e encanamentos costumam ser muito altos. Esse equipamento deve ser inspecionado periodicamente. No passado, essa inspeção exigia o desligamento da fábrica. O equipamento precisava ser resfriado por motivos de segurança.

Drones aéreos podem realizar essas inspeções. Os drones têm câmeras de alta resolução e sensores de qualidade do ar. Eles também podem ter equipamento de imagem térmica. E eles podem voar tão alto quanto necessário. As pessoas ficam seguras no solo. Os drones podem realizar inspeções enquanto a planta continua em operação.

O uso de cobot nas indústrias química e de plásticos está aumentando. Um cobot pode cortar o excesso de material de uma peça de plástico criada por moldagem por injeção. Posteriormente, ele pode colocar a peça em uma esteira transportadora. Quando a peça muda, o cobot pode ser ensinado a realizar novos movimentos por um trabalhador. E o trabalhador não precisa saber codificar.

Construção


Os robôs de construção são um fenômeno relativamente novo. Ainda assim, a indústria está madura para inovar. E os robôs oferecem muitas vantagens. A construção ainda é uma indústria que exige muita mão-de-obra, mas os robôs estão surgindo rapidamente.

Casos de uso emergentes em construção

Amarração do vergalhão


Amarrar barras de metal de reforço ("vergalhões") na construção de estradas e pontes é um processo altamente manual. Geralmente exige que os trabalhadores se curvem. Eles devem usar luvas grossas e equipamentos de proteção. Os trabalhadores prendem pedaços de vergalhão torcendo o arame em volta do vergalhão. O arame é torcido em torno da intersecção dos pedaços de vergalhão. Pode haver dezenas de milhares de tais laços na construção de estradas e pontes. Dependendo do comprimento da estrada, pode haver milhões dessas amarrações.

Equipamentos robóticos podem automatizar a amarração de vergalhões. O equipamento consiste em um grande cavalete, da largura do leito da estrada. O cavalete tem muitos braços robóticos para amarrar vergalhões. Conforme o cavalete rola ao longo do leito da estrada, os braços do robô fazem a torção do fio em vários lugares ao mesmo tempo. Esses robôs podem livrar as pessoas desse trabalho exaustivo e desinteressante. Ele acelera o tempo de construção e melhora a consistência da obra.

Içamento de blocos de cimento para maçons


Os maçons precisam levantar blocos de cimento pesados. O pedreiro médio levanta mais de 3.000 desses blocos por dia. O trabalho é exaustivo e as lesões por movimentos repetitivos são comuns. Muitos pedreiros precisam de operações no ombro em pouco tempo. Braços robóticos, guiados pelos pedreiros, podem fazer o trabalho pesado. O robô salva as pessoas de esforços desnecessários e lesões por movimentos repetitivos. O trabalho é feito mais rápido, os homens ficam menos cansados ​​e mais projetos podem ser concluídos em menos tempo.

Assentamento automático de tijolos


Existem braços robóticos que automatizam o processo de assentamento de tijolos. Os robôs dispensam com precisão a quantidade de argamassa. Eles colocam os tijolos com excelente precisão e pressionam para baixo com a quantidade certa de força. Novamente, a automação significa maior produtividade e custos mais baixos.

Pintura


Os robôs de pintura podem pintar uma sala em uma fração do tempo que uma pessoa leva para fazer isso. E o robô de pintura não é incomodado por vapores tóxicos.

Criação de layouts


A indústria da construção usa robôs móveis autônomos (AMRs) para realizar layouts. O AMR imprimirá linhas no chão para mostrar aos trabalhadores onde localizar paredes e outros recursos.

Veículos autônomos


Algumas empresas de construção usam robôs de escavação autônomos. Seu uso ainda está em sua infância. Alguns fabricantes oferecem kits para transformar uma escavadeira manual em uma robótica.

A abertura de valas é uma aplicação atual. E outros estão sendo adicionados. Algumas das operações incluem carregamento de caminhões, transporte de material, cravação de estacas e nivelamento.

Drones aéreos


Drones aéreos são usados ​​em canteiros de obras para obter uma visão geral do andamento de um projeto. Os drones podem fazer medições com mais precisão do que com outros métodos. E os drones podem melhorar a segurança do canteiro de obras usando as observações que fornecem.

Agricultura


O custo da mão de obra continua aumentando e há uma escassez mundial de mão de obra em muitas indústrias. Este é um fator que impulsiona a automação. O aumento do custo do trabalho é outra. A agricultura não é exceção.

O uso de robôs na agricultura ainda está em seus estágios iniciais. Existem dezenas de casos de uso potenciais interessantes. Muitas empresas iniciantes estão entrando na briga. A empresa de pesquisas MarketsandMarkets estimou o mercado em cerca de US $ 7 bilhões em 2020. A projeção é de chegar a US $ 12,8 bilhões nos próximos quatro anos.

Casos de uso emergentes para agricultura

Veículos e tratores autônomos


Os produtores de grãos em países desenvolvidos já estão usando uma agricultura altamente mecanizada. O uso de GPS e vários sensores de solo são integrados a muitos novos tratores e colheitadeiras. Os fabricantes de equipamentos agrícolas estão adicionando recursos de direção autônoma a esses veículos agrícolas. Alguns dos maiores nomes do equipamento agrícola têm investido fortemente nesta tecnologia.

Robôs de remoção de ervas daninhas


Os robôs capinadores estão em vários estágios de desenvolvimento. Mais e mais plantas resistem a pesticidas de amplo espectro. Portanto, é essencial encontrar abordagens alternativas para matar ervas daninhas.

A visão computacional avançada está sendo usada para reconhecer ervas daninhas. O robô pode determinar não apenas que algo é uma erva daninha, mas o tipo específico de erva daninha. Então, um produto químico especialmente escolhido apenas para aquela erva daninha pode ser usado. E o produto químico é aplicado apenas naquela planta. O tipo de produto químico é escolhido pela IA de bordo no trator ou instrumento robótico puxado pelo trator. Outra abordagem usa lasers para eliminar as ervas daninhas. Isso evita o uso de produtos químicos. O uso de lâminas para cortar e pulsos térmicos para matar ervas daninhas são tecnologias alternativas.

Escolhendo robôs


A colheita de frutas e hortaliças é uma área de muito investimento. A visão do computador pode dizer se algo está maduro. Existem robôs coletores de alface, robôs coletores de maçã e robôs coletores de morango. Eles estão em vários estágios de comercialização.

Drones aéreos


Os drones aéreos estão tendo um uso cada vez maior na agricultura. O drone pode coletar dados que podem produzir mapas coloridos de campos. Os mapas podem mostrar onde estão as ervas daninhas. Eles podem mostrar a umidade do solo e a saúde das colheitas. O agricultor pode então usar essas informações para planejar suas intervenções para resolver os problemas. Freqüentemente, esses são problemas sobre os quais o agricultor não tinha conhecimento.

Armazém e Logística


Em 2020, a estimativa era que cerca de 80% dos armazéns mundiais não usassem robótica. Isso está mudando rapidamente. Altas taxas de crescimento em automação são projetadas para este setor. Os robôs de armazém aumentam a produtividade operacional e reduzem os custos de mão-de-obra. Eles aliviam as pessoas do fardo de tarefas repetitivas e desinteressantes.

Estudos mostram que muitas pessoas em depósitos passam a maior parte do tempo viajando. Eles podem estar empurrando um carrinho ou dirigindo empilhadeiras ou outros equipamentos industriais. Os robôs móveis autônomos (AMRs) podem automatizar essas atividades.

Aplicativos padrão

Manuseio de materiais


Há uma grande variedade de AMRs disponíveis para o transporte de mercadorias dentro de um depósito. Alguns são projetados para mover paletes inteiros e cargas pesadas. Outros são otimizados para pesos menores. Alguns AMRs parecem empilhadeiras comuns e as pessoas podem realmente dirigi-los. Mas eles também têm um modo de condução autônomo. Outras empilhadeiras autônomas são carrinhos rebaixados que operam apenas de forma autônoma.

Seleção de pedidos


Reduzir o conteúdo de mão de obra do processo de separação de pedidos está se tornando mais crítico. Isso ocorre por causa do E-commerce. E-commerce significa maior quantidade de produtos. E um menor número de itens por pedido. A combinação torna a coleta de pedidos para comércio eletrônico mais intensiva.

A maioria das soluções envolve AMRs ajudando no transporte de mercadorias. A movimentação de mercadorias é uma parte de baixo valor do processo de separação.

Na maior parte da automação de coleta de pedidos, as pessoas ainda selecionam e removem produtos das prateleiras. O trabalhador escaneia o código de barras do produto e o coloca em uma lixeira no AMR. O leitor de código de barras costuma ser integrado ao AMR. O AMR faz a viagem pelo armazém. Esse tipo de solução pode resultar na duplicação da produtividade ou até mais.

Robôs que podem fazer a seleção também estão disponíveis para alguns casos de uso. Esses robôs precisam de sistemas avançados de visão e garras.

Robôs de paletização


Os robôs de paletização automatizam o processo de carregamento de caixas em um palete. O robô otimiza o empilhamento para maximizar o número de caixas que cabem. O palete pode ser embalado em plástico retrátil para envio.

Fabricação, etiquetagem e classificação de caixas


Os robôs de armazém criam caixas de tamanhos personalizados. Eles aplicam rótulos aos recipientes e classificam os pacotes por código postal ou outros critérios. Robôs que podem executar essas e diferentes funções estão todos disponíveis comercialmente.

Casos de uso emergentes para armazéns:drones aéreos e robôs de entrega


Os armazéns estão começando a usar drones aéreos para fazer o inventário.

Quando feito manualmente, o processo de tomada de inventário envolve as pessoas subindo em escadas. Eles precisam examinar as caixas para contar o número de itens. É demorado, lento e tedioso.

A maioria dos depósitos tem como meta fazer o inventário duas vezes por ano e muitos não conseguem fazer isso.

Drones podem voar pelos corredores, lendo códigos de barras e contando itens. Quando as baterias começam a ficar fracas, os drones voam para uma área de assentamento e recarregam. Com esses robôs aéreos, o inventário pode ser feito a cada duas semanas, economizando muito tempo e dinheiro.

Os robôs de entrega estão nos estágios iniciais de implementação. Existem projetos-piloto para entrega de fast food e mantimentos. A Amazon e outras empresas de comércio eletrônico querem fazer entregas usando drones aéreos. Potencialmente, milhões de diferentes tipos de itens podem ser entregues dessa forma. Parece que a tecnologia está pronta, mas há obstáculos regulatórios a serem superados.

Embalagens / mantimentos para alimentos


A capacidade de embalar frutas e vegetais roboticamente está em fase comercial. As soluções robóticas podem selecionar e posicionar produtos. Os robôs também podem embalar os produtos para envio.

A robotic gripper is needed that can be firm enough to hold the produce and yet gentle enough not to damage it.  The gripping technology is combined with AI-assisted computer vision.  High-volume produce packaging is commercially available and quite cost-effective.

More and more people want to buy groceries online. Some customers like the option to pick up their groceries from the store.  Others prefer to have them delivered. This has placed an enormous burden on grocery stores.  Stores have had to dedicate people to picking customer orders.  And the orders must be packed into bags or boxes.  People then put them out for pick up.  Or someone drives to the customer's location to deliver.  

Emerging Use Cases for Food Packaging and Groceries


Robotics vendors have created systems to help grocery stores with all these tasks. Automated Storage and Retrieval Systems (AS/RS) can be fit into the back of a grocery store. The AS/RS presents the products to a robotic picking station, which can load the products into bags or boxes.

For delivery to the customer, self-driving vehicles have been created.  They are in various stages of testing.  A few geographical areas are conducting pilot projects.

Pharmaceutical


Robots are well established in the pharmaceutical industry. Here are some of the ways robots are being used in this sector.

Standard Applications

Blister Packs


Delta or SCARA robots can place tablets into blister packs.  These robots are fast and accurate when handling lightweight items.  Labeling bottles of pills or liquid medications is often done robotically.

Pipetting


Pharmaceutical companies need to dispense precise amounts of liquid into testing vials.  The vials must be fed into test equipment such as a liquid chromatograph. This is a good application for robotics.  Pipetting robots are commonly used in the pharmaceutical industry.

Pick and Place


Human contact with pharmaceuticals can cause contamination.  Drug companies naturally want to minimize the chance this will happen.  Robots are useful for this reason alone. One example is packaging medical syringes.  Syringes must be picked off a conveyor line and placed into a container.  When a person does this, there is a risk of contamination and injury. Having robots perform this function proved challenging because the syringes are transparent. Transparency poses difficulties for the computer vision system. This challenge was overcome.  The result is a robotic process that guarantees high quality and consistency.  

Emerging Use Case for Pharmaceutical – Assisting Pharmacists


Assisting pharmacists is a relatively new use case for robots. They are ideal for menial tasks like counting pills.  Prescriptions are entered into the pharmacy computer system.  The software can determine the correct size of container needed. It can find the appropriate drug, and a robotic arm can dispense the pills into the container. The robot can also apply an appropriate label and place the labeled container on a conveyor belt.

How to Find the Right Robotic Solution for Your Industry


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