Entendendo Envelopes de Trabalho de Robôs: Definição, Tipos e Benefícios na Manufatura

O que é um Envelope de Trabalho?

Existem muitas partes que compõem um robô. A área do braço robótico é a mais proeminente e o que as pessoas veem. Também é a parte que realiza a maior parte do trabalho. Mas há outra parte raramente notada que faz a maior parte do "trabalho pesado" nos bastidores: o envelope.

Vamos examinar o que é um envelope, por que são importantes, os tipos de envelopes de trabalho de robôs usados na manufatura hoje, e os benefícios que trazem. Fique até o fim para ganhar mais conhecimento sobre aplicações robóticas.

Um envelope de trabalho é a amplitude de movimento de um robô. Robôs industriais não vêm com pernas ou rodas para movimento. Custos são fixos em um lugar, e a base que os sustenta e concede estabilidade é chamada de envelope de trabalho. É a forma criada quando o manipulador robótico move-se em todas as direções para executar uma tarefa. A distância máxima alcançável pelo robô é determinada pelo tamanho do envelope de trabalho.

Em resumo, o robô só pode executar dentro dos limites do envelope de trabalho. Você poderia dar ao braço robótico toda a flexibilidade do mundo, mas o máximo que pode fazer depende do envelope. O único robô capaz de opor-se às regras do envelope é o robô gantry. Envelopes de trabalho devem ser cuidadosamente projetados para o braço robótico ter chance de funcionar como esperado.

Por que Envelopes de Trabalho São Importantes?

Um envelope de trabalho atua como uma coleira no braço robótico. Define a área que o braço pode alcançar. Isso é útil quando há humanos trabalhando junto aos robôs, pois cria zona segura reduzindo chances de lesões no chão de fábrica. Ao escolher robô industrial para sua planta, deve prestar atenção ao tipo e tamanho do envelope porque tudo que escolher fazer com o robô estará à mercê do envelope.

Se quer robô que cubra máximo espaço possível, escolha aquele com envelope de trabalho maior. Mas isso traz nova questão de espaço. Envelopes maiores geralmente significam máquinas maiores, e se falta espaço, as coisas não funcionarão como deseja.

Tipos de Envelopes de Trabalho de Robôs

Existem cerca de 7 tipos padrão de envelopes de trabalho usados na indústria. Cada um tem forma e design definidos adequados para tipo específico de trabalho:

1. Envelope de Trabalho Cartesiano

Envelope da configuração cartesiana, em forma de prisma retangular. Não tem zonas mortas dentro e ao redor, e o robô usando este envelope tem liberdade para manipular a carga máxima sem tensão. Encontrado em robôs Cartesianos ou Gantry.

2. Envelope de Trabalho Cilíndrico

Configuração em formato cilíndrico com centro oco que limita severamente o braço que pode esticar e retrair. Cria zona morta significativa dentro e ao redor da estrutura. Robôs com este envelope adequados para tarefas rápidas e pequenas que não exigem muito movimento.

3. Envelope de Trabalho Polar

Configuração que varre volume entre duas esferas parciais. Limita movimentos angulares máximos que o braço pode fazer nos planos vertical e horizontal. Restrições criam grandes zonas mortas acima e abaixo do robô. Encontrado em robôs Polares.

4. Envelope de Trabalho Revoluto

Configuração única com envelope geralmente maior que o espaço no chão disponível. Braço robótico fica em envelope muito amplo que pode ser esfera completa ou parcialmente aberta. Uma das configurações mais complexas em envelopes de trabalho.

5. Envelope de Trabalho SCARA

Configuração única para robôs SCARA, geralmente formato de coração ou rim. Tem círculo oco proeminente passando pelo meio, permitindo grande plano horizontal de operação, facilitando movimentos laterais. Porém, pouco espaço vertical, limitando movimentos para cima.

6. Envelope de Trabalho Spine (Espinha)

O envelope mais simples. Composto por robô spine dentro de envelope semi-esférico que fornece espaço suficiente para o braço operar em qualquer direção. Tamanho da estrutura depende do número de articulações na espinha.

7. Configuração Pêndulo

Configuração que lembra ferradura com seção transversal segmentada. Envelope de trabalho um pouco limitado, mas vantagem: robô pode ser montado no envelope em qualquer posição conveniente para a tarefa. Liberdade para posicionar no local mais conveniente para melhor eficiência.

Interpretando o Envelope de Trabalho

Como estabelecido, cada envelope tem design complexo gerando características variadas que definem função exata para a qual são adequados. Mas não significa que você possa escolher o primeiro que vê. Deve ter cautela ao interpretar envelope de trabalho de um robô, pelas seguintes razões:

1. Ponto de referência: O envelope representa volume de trabalho alcançável pelo braço. Deve saber onde este ponto está localizado; na maioria dos casos, está no centro da placa de montagem no efetor final. Isso exclui ferramentas que o efetor possa segurar.
2. Zonas mortas: Existem áreas dentro do envelope que não podem ser alcançadas pelo braço. São as zonas mortas, e nada pode mudar isso.
3. Capacidade de carga: A capacidade máxima de carga citada só é alcançável dentro de certos alcances do braço, não deve ser confundida com alcance máximo.

Conclusão

Envelopes de trabalho são essenciais para funcionamento de braço robótico e qualquer máquina. Desempenham papel enorme na decisão de forma e design do braço. Estes sete tipos são usados mundialmente, mas provavelmente há novas variações sendo feitas ainda não mainstream. Para mais informações sobre envelopes e como ajustá-los para melhor performance, visite nosso site e tenha todas suas perguntas respondidas.