Robôs de Linha de Montagem: Aumente Eficiência, Precisão e Qualidade

O que são Robôs de Linha de Montagem?

Um robô de linha de montagem é uma máquina programada usada para unir partes constituintes de um produto em um todo. Comparados ao trabalho humano, robôs de montagem são rápidos e possuem precisão mecânica que seres humanos podem não ser capazes de alcançar. Outros fatores, como sua capacidade de manusear cargas maiores ao montar peças grandes, também tornam os robôs de montagem fundamentais na manufatura.

Um robô de montagem é composto pelas seguintes partes:

Braço Robótico de Linha de Montagem

Este é um manipulador flexível usado como substituto do braço humano para levantar e posicionar as peças que estão sendo montadas. Este tipo de braço robótico é projetado com diferentes capacidades de carga e alcance para torná-los adequados para montar diferentes produtos.

Efetor Final (End-effector)

Um efetor final é uma ferramenta afixada à extremidade de um braço robótico de montagem para permitir que ele pegue as peças a serem montadas. Eles variam em design com base na peça. Exemplos incluem garras, dispensadores de adesivo e ferramentas de sucção usadas para manusear vidro.

Sensores

Sensores guiam robôs de montagem detectando parâmetros como a força que devem aplicar ao instalar uma peça ou como devem posicioná-la.

Sistemas de Visão

Sistemas de visão são geralmente instalados próximo à extremidade de um braço robótico de montagem. Eles ajudam a torná-lo mais preciso, pois permitem que o braço robótico "veja" a peça e onde posicioná-la.

O que Compõem os Sistemas de Montagem Robótica?

Um sistema de montagem robótica compreende uma série de robôs de linha de montagem que trabalham em tandem para montar unidades de produto. Isso geralmente se aplica quando um produto tem componentes de diferentes tamanhos e formas, pois exigiriam ser manuseados por diferentes robôs de montagem. Um sistema tipo esteira transporta a unidade em montagem de um estágio de montagem para o próximo.

Um exemplo disso seria a montagem de veículos. Peças como assentos de carro e para-brisas não podem ser manuseadas eficientemente pelo mesmo robô. Assim, um conjunto de robôs instalaria o assento do veículo e, mais adiante no sistema de montagem, outro conjunto de robôs de montagem instalaria o para-brisa.

Embora todos os robôs em um sistema de montagem sejam projetados para montagem, eles não precisam ser necessariamente idênticos. Suas cargas e alcance podem diferir com base nas peças que manuseiam. Os efetores finais com que são equipados também são escolhidos para corresponder à sua tarefa.

Tipos de Robôs de Linha de Montagem

Diferentes tipos de robôs são adequados para tipos únicos de processos de montagem. Isso é baseado em quantos graus de liberdade eles têm e nas cargas que podem manusear. Os principais tipos de braços robóticos usados como robôs de montagem incluem:

Robôs SCARA

Robôs SCARA são flexíveis no eixo XY e rígidos no eixo Z. Isso os torna ideais para processos de montagem onde podem pegar peças de um lado e montá-las no outro ao longo de um plano paralelo. Eles cobrem uma envelope de trabalho cilíndrica ampla e podem manusear cargas consideráveis. Outros méritos de usar um robô SCARA para montagem incluem:

• Alta velocidade porque seus braços compactos lidam com menos torque
• Alta precisão e repetibilidade
• Podem manusear peças pequenas efetivamente

Robôs Delta

Robôs Delta consistem em três braços robóticos em forma de triângulo montados em uma base, cada braço sendo alimentado por seu próprio servomotor. Quando um robô Delta é aplicado em uma linha de montagem, ele é montado no teto. Isso proporciona mais estabilidade aos braços robóticos e reduz a quantidade de torque que experimentam ao levantar peças durante a montagem. Como resultado, funcionam extremamente rápido e são altamente precisos, especialmente quando equipados com sensores.

Dada sua estrutura, robôs Delta só podem manusear pequenas cargas. Isso talvez explique por que só recentemente começaram a ser usados em linhas de montagem. No entanto, são muito eficientes na montagem de componentes pequenos, como telas ou capas de celular, entre outras coisas.

Robôs Articulados

Braços robóticos articulados têm múltiplas juntas revolutas que permitem que eles se flexionem em diferentes direções. É essa alta flexibilidade que é aproveitada quando são usados para processos de montagem complexos. São particularmente eficazes onde peças precisam ser viradas ou manobradas durante a instalação.

Devido às múltiplas juntas em sua estrutura, braços robóticos articulados são ligeiramente mais lentos comparados a outros robôs. No entanto, o que lhes falta em velocidade compensam pela capacidade de manusear cargas pesadas, cobrir grandes envelopes de trabalho e alcançar por cima e por baixo para instalar peças. Podem ser igualmente tornados ainda mais eficazes equipando-os com sistemas de visão.

Aplicação de Robôs na Montagem

Linhas de montagem diferem de uma indústria para outra em termos das peças sendo montadas e outros processos envolvidos. Consequentemente, diferentes tipos de robôs de montagem são aplicados de forma única em cada tipo de linha de montagem. Os seguintes são exemplos de como robôs de montagem são aplicados.

Montagem de Micropeças Eletrônicas

As partes internas de dispositivos eletrônicos compreendem uma série de micropeças que seriam difíceis para o olho humano acompanhar. São ainda mais difíceis de montar, especialmente em arranjos complexos como placas de circuito. É, portanto, mais eficaz usar robôs de montagem como SCARA e Delta que podem manusear peças pequenas com facilidade e precisão.

Montagem Automotiva

Carros são feitos de centenas de peças que variam em tamanho. A montagem automotiva é, portanto, feita através de um sistema de montagem robótica com diferentes peças sendo instaladas em estágios. Dada a quantidade de manobra necessária para alcançar dentro da carroceria de um carro para instalar peças, braços robóticos articulados são os mais comumente usados para este tipo de montagem.

Montagem com Adesivo

Este é um tipo de montagem onde partes de um produto precisam ser unidas usando adesivo de força industrial. Pode ser arriscado para funcionários humanos inalar tais fumos ou se a pele entrar em contato com tais adesivos. Por essa razão, robôs de montagem como SCARA podem ser usados para dispensar o adesivo enquanto outro equipado com garra pode unir as peças mais adiante na linha de montagem.

Montagem em Sala Limpa (Cleanroom)

Dispositivos médicos como quadris artificiais e instrumentos de tratamento precisam ser fabricados em ambientes estéreis e com alta precisão. Braços robóticos esterilizados e com proteção de ingresso para fácil limpeza são adequados para este tipo de produção. São muito mais fáceis de manter condições estéreis e, diferentemente de humanos, não exigem equipamento sanitário diariamente.

Vantagens dos Robôs de Montagem

• Alta velocidade – robôs de montagem trabalham muito mais rápido que o trabalho humano e mantêm sua linha de produção funcionando 24/7.
• Precisão – a precisão mecânica dos robôs de montagem elimina erros de produção.
• Eficiência de custo – a longo prazo, é muito mais barato que uma folha de pagamento inchada e recorrente. Menos erros também reduzem desperdícios.
• Padronização da qualidade – a alta repetibilidade dos robôs de montagem produz produtos acabados idênticos em design e qualidade.
• Segurança aprimorada – ao atribuir tarefas arriscadas a robôs, trabalhadores podem assumir responsabilidades mais seguras e gratificantes.

Desvantagens dos Robôs de Montagem

• Perda de empregos – quando tarefas manuais se tornam automatizadas, alguns funcionários transitam para outras posições, mas a maioria acaba redundante.
• Questões de segurança – robôs de montagem para peças grandes exigem amplo espaço no chão. A menos que sejam robôs colaborativos com sensores de segurança, seria perigoso para trabalhadores trabalharem próximos a eles.
• Altos custos de investimento – os benefícios são inegáveis, mas os custos podem ser altos, incluindo compra, manutenção regular e perdas durante paradas inesperadas.

Conclusão

Há muito a ganhar investindo em robôs de montagem. No entanto, os ganhos só podem ser realizados se você escolher o robô certo para sua configuração. Encontrar um fabricante de robôs de montagem certificado que ofereça unidades duráveis e de alta qualidade poderia tornar sua transição para a montagem automatizada muito mais suave.