Entendendo Robôs Colaborativos: Definição, Aplicações e Benefícios

Por: Roger Mahler
Minha primeira experiência com robôs foi no Ensino Médio; em meados dos anos 80, nosso professor de artes industriais comprou um kit de robô pneumático de 2 eixos. Era feito de chapas de alumínio usinadas e controlado por solenoides de ar acionados por um computador Apple IIe. As ações disponíveis eram: eixo 0 (base) rotacionava horizontalmente 0° (batente rígido) ou 180° (batente rígido); eixo 2 estendia ou retraía 90°, pivotando verticalmente. Tinha uma garra com mandíbulas de cerca de 2,5 cm de largura e profundidade.
Criaram peças de madeira de cerca de 5x5 cm por 1,3 cm de espessura com um pino de 7,5 cm x 3 mm saindo do centro para o robô manipular. O robô não se movia suavemente; frequentemente um cilindro travava ou a pressão do ar variava, fazendo o robô girar devagar ou começar devagar e acelerar até uma parada brusca ao atingir o fim do curso, às vezes fazendo a carga se soltar da garra e voar pela sala. Era muito legal para a época, porém de tecnologia muito baixa comparado aos padrões atuais.
A Sure Controls continua evoluindo e oferecendo as melhores linhas de produtos. Embora o Sawyer faça parte de nossa história, o futuro dos robôs colaborativos pertence a empresas como Omron e Precise.
O que é um robô colaborativo? Se você pesquisar na internet, há variações. A definição literal de colaboração é A ação de trabalhar com alguém para produzir ou criar algo, que é exatamente o propósito dos robôs colaborativos. A maioria pensaria que um robô colaborativo é um robô usado sem cercas e que pode trabalhar perto de humanos. Bem, sim, isso o torna colaborativo, mas não, isso não o torna um robô colaborativo.
Existem vários tipos de robôs colaborativos e apenas, exclusivamente, um tipo pode ser usado sem recursos de segurança adicionais. Este tipo possui limitação de Potência e Força, podendo trabalhar ao lado de humanos sem dispositivos de segurança adicionais. O robô sente forças anormais em seu caminho. É programado para parar quando detecta sobrecarga de força. Esses robôs também são projetados para dissipar forças em caso de impacto em ampla superfície, razão pela qual são mais arredondados. A principal característica é a capacidade de ler forças em suas juntas. Isso permite detectar quando forças anormais são aplicadas enquanto trabalham. Nessas situações, podem ser programados para parar ou, às vezes, reverter posições mitigando o contato inicial. Isso significa que respondem imediatamente se entrarem em contato com um humano e até dissipam parte da energia do impacto.
O braço de um cobot "cede" ao encontrar uma obstrução: pausa e depois prossegue com sua tarefa. Se encontrar obstrução novamente em curto período, para e emite notificação de erro, aguardando confirmação. Outro recurso interessante, guiamento manual, permite "treinar" o robô para uma tarefa em vez de programar por linguagem complexa. Como esses robôs sentem forças, você pode literalmente movê-los e mostrar posições ou caminhos que eles repetirão depois. Embora o guiamento manual ajude na colaboração homem-robô e facilite a implantação, não torna o robô intrinsecamente seguro. Os recursos de limitação de força, mecanicamente projetados no sistema com sensores de força patenteados, é que fazem isso.
Economicamente, um robô com limitação de força é ideal pela facilidade de programação e integração. Não há necessidade de cercas ou outros dispositivos de segurança (embora uma avaliação de risco deva ser realizada), o tempo de programação é reduzido pelo guiamento manual. Não é necessário alterar sua linha de produção, pois é feito para trabalhar ao lado de humanos. Robôs de manufatura costumavam ser limitados a aplicações de alta velocidade, alto custo e guardas rígidas, separando robôs industriais dos operadores. Isso focava a implantação em aplicações de alto volume. Hoje, empresas menores com múltiplos processos de curta duração podem utilizar esses robôs fáceis de implantar e movê-los de tarefa em tarefa conforme necessário.
Também vemos um robô colaborativo interagindo com seus pares humanos na linha – sendo simples o suficiente para não engenheiros treiná-lo manualmente, comunicando seu entendimento da tarefa, ilustrando para onde vai a seguir, e outros comportamentos que o tornam apenas mais um colega/Cobot na linha. Essas soluções permitem que empresas mantenham e desenvolvam funcionários existentes, dando-lhes oportunidades de crescer na empresa à medida que robôs colaborativos são implantados como ferramentas que automatizam tarefas para as quais as empresas lutam para encontrar pessoas.