Dominando a Integração de Cobots: 4 Perguntas-Chave Respondidas

Troy Ojalehto, integrador de sistemas certificado na Universal Robots, integra o cobot UR5 para atendimento de máquina CNC na Toolcraft Inc. Algumas oficinas escolhem usar um integrador enquanto outras fazem a integração por conta própria. Créditos das fotos: Universal Robots Inc.

A integração de robôs colaborativos ou "cobots" tornou-se cada vez mais popular para oficinas que buscam maneiras de automatizar o atendimento de máquinas. Durante a pandemia de COVID-19, especialmente, muitas empresas perceberam a importância da automação enquanto lidavam com os desafios do distanciamento social e trabalho em torno de operadores de máquina ausentes. Outros já haviam começado a usar cobots para utilizar seus maquinistas qualificados para tarefas mais importantes onde o cérebro humano não pode ser substituído.

Embora os cobots variem em design, todos apresentam alguma combinação de tecnologias que lhes permitem funcionar com segurança ao lado de humanos em uma área compartilhada, ao contrário de robôs industriais convencionais que operam autonomamente dentro de uma célula protegida. Assemelhando-se e funcionando principalmente como um braço humano (tendo seis ou sete eixos), eles são fáceis de programar. Muitos fabricantes de cobots se gabam de que operadores precisam de pouca ou nenhuma experiência com programação de robôs para configurá-los e programá-los com sucesso.

No entanto, empresas que têm pouca ou nenhuma experiência com integração de robôs podem ter reservas sobre mergulhar de cabeça no atendimento de máquina com cobots, pois perguntas não respondidas podem persistir. Para responder a essas perguntas, conversamos com a Universal Robots (UR), um fabricante de robôs colaborativos, para lançar luz sobre os fundamentos da instalação de um cobot.

Como faço para o CNC e o robô se comunicarem?

Esta resposta depende da idade da máquina-ferramenta e do CNC. Existem duas formas básicas de comunicação possíveis. Para máquinas legadas, é provável que seja através de I/O digital (entrada/saída) e fiação de relé. Esta função emite um sinal do CNC para o cobot, que, por sua vez, o recebe como um comando de entrada comunicando condições como fuso ligado/desligado, garras abertas/fechadas, porta aberta/fechada e mais.

Para máquinas mais novas, a comunicação Ethernet é mais eficaz para comunicar de ida e volta entre o CNC e o cobot, ou para enviar

Para máquinas mais novas, a comunicação Ethernet é mais eficaz para comunicar de ida e volta entre o CNC e o robô. A VersaBuilt oferece um kit de comunicação Ethernet que facilita a conexão entre o CNC e o robô.

"sinais de handshake". Esses sinais de handshake são a forma mais recente de comunicação na indústria, e eles requerem uma interface plug-and-play que produz um arquivo EDS ou GSD para comunicar.

A VersaBuilt, que é parceira da UR, oferece kits de comunicação Ethernet chamados Robot2CNC para controles selecionados (incluindo Haas), o que torna a instalação dessas conexões mais fácil com instruções passo a passo bem escritas.

Como a tecnologia de máquina-ferramenta continua a evoluir, as máquinas-ferramenta mais recentes estão sendo construídas para melhor suportar a automação colaborativa. "Fabricantes de máquinas-ferramenta descobriram que isso é uma vantagem competitiva chave", diz Joe Campbell, gerente sênior de marketing estratégico e desenvolvimento de aplicações na UR. "Portanto, eles são mais acomodados do que nunca. Eles estão facilitando a interface em vez de bloqueá-la."

Como resultado, a integração está se tornando mais fácil com as máquinas-ferramenta mais recentes, e essa facilidade continuará a crescer, acrescenta Karl Sheppard, chefe regional de atendimento ao cliente na UR.

Ele acredita que a comunicação plug-and-play é o aspecto mais importante para muitas oficinas de pequeno a médio porte terem a capacidade de integrar rapidamente esses cobots em suas instalações. "Preencher a lacuna para a interface é, em última análise, a chave", diz ele.

Preciso de um integrador?

Algumas oficinas escolhem usar um integrador (uma empresa que vem no local para integrar o cobot no chão de fábrica), enquanto outras escolhem fazer a integração por conta própria. Depende da experiência em robôs/cobots da oficina e de seu nível de conforto em instalar um cobot por conta própria.

Integradores de robôs têm muita experiência trabalhando com diferentes marcas de cobots, e estão familiarizados com as diferentes interfaces e instalação, explica Sheppard. Para usuários de cobot pela primeira vez, uma oficina pode se sentir mais confiante usando um integrador.

No entanto, ele acredita que oficinas e seus engenheiros podem ser mais críticos para o processo de integração do que um integrador porque conhecem melhor suas máquinas e necessidades de automação.

Faço minha própria ferramenta de ponta de braço?

Muitas oficinas escolhem construir sua própria ferramenta de ponta de braço para seus cobots porque têm essa capacidade internamente. Economiza dinheiro fazer a sua própria, e eles descobrem que têm controle sobre a qualidade e o design para atender às suas necessidades exatas.

Se uma oficina optar por não fazer sua própria ferramenta de ponta de braço, existem outras opções. Por exemplo, garras OnRobot são certificadas UR+, o que significa que se integram perfeitamente com cobots UR, tanto hardware quanto software. Todo o software de controle para a garra é integrado no pendant de ensino do cobot UR.

No entanto, existem outras preocupações que devem ser abordadas antes de decidir se deve assumir tal projeto internamente. "Você tem que considerar segurança, fiação e comunicação com o CNC", explica Sheppard. Saber como programar ou comunicar os comandos de handshake é crítico, diz ele.

Se uma oficina não se sente confortável lidando com os detalhes que acompanham a criação de sua própria ferramenta de ponta de braço, a compra de componentes UR+ é uma opção. O Programa de Parceiros UR+ oferece garras de manuseio desenvolvidas por diferentes empresas parceiras da UR que são personalizadas e certificadas para robôs UR.

Preciso realizar uma avaliação de risco?

Sim. Cobots precisam de uma avaliação de risco assim como seus equivalentes robôs tradicionais. Na verdade, os cobots UR têm 17 níveis de protocolo de segurança, que são ajustados aos requisitos exclusivos de segurança de cada oficina.

Ajustes de instalação por esta avaliação de risco são muito mais fáceis com cobots do que com robôs. "No passado, você fazia uma avaliação de risco, e tinha que vir e possivelmente fazer sua cerca maior, mover isso para trás dois pés, e assim por diante", diz Sheppard sobre a instalação de robôs tradicionais. "Agora, você tem um cobot que pode entrar e mudar a força ou velocidade ou outras variáveis diferentes em segundos para se adequar à sua avaliação de risco. Então, do ponto de vista de facilidade de integração, você literalmente pode fazer mudanças, via software, que se transformam em hardware, e você está pronto para ir em horas."

Cobots são conhecidos por sua facilidade de programação e uso. Este pendant de ensino de cobot não é apenas amigável ao usuário, mas também resistente a poeira e água.

Para uma oficina inexperiente que não fez uma avaliação de risco para automação, Campbell recomenda visitar o site da Robotics Industry Association (RIA), robotics.org, para fazer o treinamento fundamental sobre segurança de robôs e avaliação de risco que oferece antes de iniciar o processo de avaliação de risco.

"A RIA tem pacotes de treinamento econômicos", diz Campbell. "No entanto, se você não tem ninguém na sua equipe que tenha tempo para fazer isso, talvez você deva ir para fora da empresa. A RIA tem uma coleção de consultores qualificados que visitarão uma empresa para ajudar." Ele recomenda possivelmente contratar um consultor para a primeira integração de cobot, e depois da primeira experiência, a oficina provavelmente entenderá o processo e não precisará contratar um consultor da próxima vez.

A especificação técnica ISO/TS 15066:2016 é outro bom ponto de partida que ajuda a facilitar a integração de cobots. A especificação oferece orientação para conduzir avaliações de risco preliminares mais sofisticadas tanto do sistema de cobot quanto do ambiente que ele compartilhará com humanos.

Universal Robots USA Inc. | 844-462-6268 | universal-robots.com

Crédito da foto de paisagem: Universal Robots