A Relevância Duradoura dos Robôs Industriais Padrão na Manufatura Moderna

Absolutamente não. Robôs industriais fazem o que são projetados para fazer extremamente bem. Alta velocidade, alta repetibilidade, cargas pesadas, e mais. Existem muitas razões pelas quais robôs industriais estão aqui para ficar. Verdade, eles são perigosos, é por isso que ficam atrás de proteções para proteger trabalhadores de lesões. Mas também é importante notar que a maioria dos pequenos e médios fabricantes não tem aplicações que requerem todas as capacidades que robôs industriais padrão têm a oferecer: grandes quantidades do mesmo produto, alta velocidade e cargas pesadas. Na verdade, com espaço de chão limitado, muitos pequenos e médios fabricantes provavelmente não conseguiriam acomodar um robô industrial padrão em primeiro lugar. Mas um CoBot é mais uma extensão de seus trabalhadores humanos. CoBots não são um substituto para robôs industriais padrão, mas um novo subconjunto empolgante de robôs industriais que é aumentativo e um abridor de portas para o pequeno e médio fabricante.

O Diabo Está nos Detalhes, Mas Está Ficando Mais Fácil

Mas, robôs industriais padrão e CoBots são apenas parte da solução. Pense neles apenas como o mecanismo que leva algo ao lugar onde o trabalho precisa ser feito. Aquilo que realmente faz algo e que é anexado à extremidade do braço do robô é chamado de "end-effector" (efetor final). Uma garra (gripper) é um exemplo de end-effector e é o implemento que realmente realiza a operação necessária. Exemplos de outros tipos de end-effectors incluem: parafusadeiras automáticas, furadeiras automáticas, cabeças de dispensação para adesivos ou tinta, cabeças de solda, cabeças de corte a jato d'água... etc. Não tão ruim, certo?

Bem, complicando a escolha é que não apenas existem vários fabricantes destes end-effectors, mas existem diferentes tipos disponíveis para atender diferentes necessidades de uso. Por exemplo, é muito comum usar um robô para uma aplicação chamada "Pick and Place" (Pegar e Colocar) onde o robô com algum tipo de garra end-effector pega algo de um local e o coloca em outro. Dentro da categoria de garras sozinhas, há uma grande variedade para escolher: garras a vácuo, garras paralelas, e outras variantes. Dentro da categoria de garras paralelas existem tipos pneumáticos e eletromecânicos. Também há opções. Quantos "dedos" na garra? A garra requer detecção de força ajustável?

Sem ir mais longe, você pode ver que há várias coisas a serem consideradas para fazer a escolha certa. No entanto, dito isso, posso dizer inequivocamente que ficou mais fácil. Não faz muito tempo, fabricantes de componentes de automação e robôs industriais projetavam e fabricavam seus produtos no vácuo com apenas esforço consciente mínimo feito em direção a padronização, comunalidade ou compatibilidade. Para robôs industriais, não existia linguagem de programação comum com cada fabricante usando uma linguagem proprietária. Em um passado não tão distante, simplesmente montar um end-effector a um robô frequentemente requeria a fabricação pelo usuário de uma placa de montagem personalizada e isso apenas para montar o end-effector na máquina. Alcançar comunicações para que o robô pudesse atuar o end-effector era similarmente não muito direto ou fácil de fazer e requeria que fabricantes contratassem alguém para fazer isso para eles. Hoje em dia, as montagens se tornaram padronizadas para um padrão internacional chamado ISO. Muitos fabricantes de end-effectors também tornaram seus produtos compatíveis com as principais marcas de robôs/CoBots tanto em termos de comunicações/conectividade quanto de operação e muito alinhados com a funcionalidade plug-and-play que começamos a esperar de eletrônicos de consumo. Além disso, muitos fabricantes de CoBots estão oferecendo sistemas turn-key com garras e outros end-effectors já integrais ao robô para uma solução out-of-the-box.

Visão de Máquina (Machine Vision)

Em algumas instâncias, o ponto de partida e/ou o ponto final do movimento fornecido por um robô industrial ou CoBot não é o mesmo ponto toda vez. Um exemplo pode ser produtos soltos descendo em uma esteira transportadora que precisam ser pegos e colocados em uma caixa ou caixas. Se for esse o caso, você pode precisar considerar visão de máquina. Basicamente, uma versão de visão de máquina que quase todos viram e têm pelo menos alguma familiaridade são as câmeras que estão em vigor para monitorar interseções. Esta é uma forma de visão de máquina que, em sua definição básica, é um dispositivo de câmera junto com algoritmos matemáticos que permitem que computadores (o robô ou CoBot) vejam e recebam informações do mundo exterior. Então, como a visão de máquina pode ser útil para o pequeno e médio fabricante? A visão de máquina pode ser usada em quatro (4) categorias principais de aplicação: Orientação (Guidance), Inspeção (Inspection), Medição (Gauging) e Identificação (Identification) — GIGI.

Orientação (Guidance)

Um exemplo de guiar um robô é uma câmera voltada para baixo olhando para uma esteira transportadora em movimento. À medida que uma peça entra no campo de visão, o sistema de visão de máquina envia os dados de posição da peça para um robô para que a peça possa ser pega pelo robô. Acabaram os dias em que o ponto de coleta tinha que ser o mesmo lugar o tempo todo ou a esteira tinha que parar momentaneamente. Peças podem ser pegas enquanto em movimento e no voo!

Inspeção

Visão de máquina pode ser usada para verificar peças. Todos os parafusos que precisam estar no seu produto estão presentes? Um rótulo está reto ou dentro de tolerâncias definidas pelo usuário? É a cor correta?

Medição (Gauging)

Visão de máquina pode ser usada para medir múltiplas dimensões em uma peça em milissegundos.

Identificação

Visão de máquina pode ter uma grande variedade de códigos como códigos de barras, códigos QR, etc. Isso pode ser útil quando você tem muitos produtos diferentes e quer ter certeza de que o rótulo certo vai com a peça ou produto certo. Visão de máquina também pode verificar o que está escrito (OCV: verificação óptica de caracteres) ou ler o que está escrito (OCR: Reconhecimento Óptico de Caracteres). Por exemplo, o rótulo sendo lido reflete a data e código de lote corretos?

Considerações Ambientais

Seu ambiente de manufatura é empoeirado ou oleoso? Poeira fina de madeira ou aparas de metal? Há vapores inflamáveis presentes? Seu robô precisará ser lavado? Preciso de uma capa para meu robô porque não quero coisas entrando no mecanismo do meu robô ou é porque preciso impedir que algo de dentro do meu robô (graxa, óleo, particulados... etc) saia e possivelmente entre no meu produto? O ambiente é alta temperatura ou baixa temperatura? O sistema robô estará situado perto de uma fonte de interferência eletromagnética/ruído que poderia afetar adversamente e interferir com a operação do seu sistema?

Ok, Então Você Tem Minha Atenção. E Agora?

Apenas alguns anos atrás, seria quase inédito para um pequeno ou médio fabricante sem experiência prévia ou formação técnica assumir a tarefa de fazer a pesquisa, comprar os componentes e montar um sistema automatizado interno para seu próprio uso. A razão pela qual algumas pessoas consideram tentar fazer isso sozinhas é o custo historicamente alto de fazer todos estes componentes díspares trabalharem juntos em um sistema automatizado funcional. O mago que fazia tudo funcionar é conhecido como o integrador de sistemas. Se você pensar em um iceberg, o custo do componente do equipamento é a parte que você vê acima do oceano. O custo de fazer tudo funcionar é a parte adicional e significativamente maior que está abaixo da superfície.

Consequentemente, quando falamos sobre o custo de implementar automação, é principalmente hardware que é falado. O esforço de integração de sistemas para fazer tudo funcionar é o custo muito maior que, quando adicionado ao custo do hardware, frequentemente torna projetos fora do alcance da maioria dos pequenos e médios fabricantes. Uso a analogia do mago porque aqueles fabricantes que avançaram frequentemente não sabiam muito sobre como o sistema funcionava, mas funcionava até o ponto onde não funcionava. Uma vez engajados, fabricantes sem habilidades técnicas internas eram frequentemente comprometidos a continuar relacionamentos com seus integradores de sistemas porque até fazer pequenas/mínimas mudanças frequentemente requeria mudanças programáticas no software.

Felizmente, aqueles dias estão mudando. A boa notícia é que o nível de dependência para engajar os serviços de um integrador de sistemas é grandemente reduzido. Por quê? A razão é novamente porque empresas de robôs e especialmente os novos CoBots representam tecnologia mais nova que é projetada com facilidade de uso em mente. Muitos pequenos e médios fabricantes estão percebendo que isso é algo que eles poderiam realisticamente lidar por conta própria, especialmente se engajarem os serviços de um integrador de sistemas na primeira vez.

Se É Tão Fácil, Preciso de um Integrador de Sistemas?

Em geral, e baseado na minha própria experiência, acho prudente engajar os serviços de um integrador de sistemas principalmente porque tempo é dinheiro. Em comparação com o que costumava custar, a quantidade de serviços de integrador de sistemas é muito menor que anteriormente. Além disso, um integrador de sistemas pode ajudá-lo a navegar pela miríade de escolhas simplesmente respondendo a algumas perguntas, especialmente na sua primeira implementação robótica. Meu conselho é engajar um integrador de sistemas para montar e configurar seu primeiro sistema com você, não para você. Não pegue o peixe dado a você. Aprenda a pescar. Mantenha-se envolvido. Observe, aprenda, faça perguntas. Acho que você descobrirá que no final, se sentirá confortável para assumir mais responsabilidade na segunda vez ou até desenvolver seu próximo sistema por conta própria.

Ajudando a Pagar pela Automação: Seção 179

Por favor, esteja ciente de que existem deduções fiscais disponíveis do Governo Federal para ajudar a compensar o custo da compra de equipamentos de capital como automação de fábrica e robôs industriais. Essencialmente, a Seção 179 do código fiscal do IRS permite que empresas deduzam o preço total de compra de equipamentos e/ou software qualificados comprados ou financiados durante o ano fiscal. Isso significa que se você comprar (ou alugar) um equipamento qualificado, pode deduzir o PREÇO TOTAL DE COMPRA da sua renda bruta. É um incentivo criado pelo governo dos EUA para encorajar empresas a comprar equipamentos e investir em si mesmas. Contate seu contador ou CPA para mais detalhes.

Como a California Manufacturing Technology Consulting (CMTC) Pode Ajudar?

Para a maioria das empresas pequenas e médias sem qualquer experiência prévia em automação, acho que o melhor curso de ação é engajar um profissional em vez de ir sozinho. Fazer isso garantirá que sua primeira incursão em automação seja bem-sucedida e que qualquer solução que seu instituto possa começar a beneficiar sua empresa o mais rápido possível.

A próxima pergunta rapidamente se torna: "qual profissional é o certo para mim e minha necessidade particular?" Como eu escolho? Quais devem ser meus critérios ou base para seleção? Onde posso ir para obter uma opinião imparcial de um conselheiro confiável sem interesse investido para fornecer recomendações sobre direção e provedores de soluções específicas de alguém que é neutro em marca e pode me ajudar a entender minhas opções locais? Não existe, diria eu, uma lista tipo Craig's list para automação. Mas a CMTC tem a capacidade de fornecer aconselhamento e fornecer a você opções claras sobre as quais basear e tomar uma decisão de negócio informada. Deixe-nos mostrar as possibilidades e tornar claras suas opções.