Robôs Colaborativos: Impulsionando Eficiência e Crescimento para Pequenos e Médios Fabricantes

Robôs fazem parte da indústria há mais tempo do que você imagina. A patente do primeiro robô industrial, o Unimate, foi concedida em 1961. Embora robôs fossem às vezes utilizados por fabricantes maiores, como fabricantes de equipamentos originais (OEMs) automotivos, eles raramente eram uma opção para pequenos e médios fabricantes (PMEs).

No entanto, os tempos mudaram. Robôs agora são frequentemente vistos como ferramentas essenciais para PMEs, permitindo que operações menores compitam com players maiores. Isso é especialmente verdade com a nova onda de “robôs colaborativos”. Segundo a Robotics Industries Association, um robô colaborativo, também conhecido como “cobot”, é especificamente projetado para trabalhar diretamente com humanos, lado a lado, dentro de um espaço de trabalho colaborativo definido.

O que os Cobots Oferecem aos Fabricantes?

Para todo funcionário de manufatura ocupado desejando ter um braço extra, robôs colaborativos podem fornecer braços de alta tecnologia com câmeras e sensores de movimento, projetados com diferentes alcances e capacidades de carga. Ao contrário das máquinas “autônomas” tradicionais de uma única tarefa, a tecnologia de robôs colaborativos pode imitar múltiplos movimentos de mão-braço necessários para tarefas repetitivas, como inspecionar pequenas peças automotivas ou conjuntos de cubos de roda.

Robôs colaborativos podem ser usados para liberar funcionários de tarefas repetitivas para que eles possam focar em tarefas que exigem habilidades mais avançadas. Por exemplo, três pessoas que anteriormente focavam seu tempo na inspeção de uma única caixa agora podem ser designadas para trabalhos como operar uma empilhadeira, segundo Brian Pelke, presidente da Kay Manufacturing em Calumet City, Illinois. “Queremos que eles usem mais o cérebro do que as mãos”, disse Pelke.

Pelke recentemente destacou os muitos benefícios de ROI dos robôs colaborativos em um artigo do Chicago Tribune. Pelke comprou seu primeiro robô colaborativo por menos de $50.000 e o teve totalmente operacional em 30 dias. Levou menos de 90 minutos para os funcionários completarem o tutorial básico de programação.

Pelke afirma que os cobots economizaram à Kay cerca de $150.000 em custos de embalagem ao transferir tarefas de operadores de máquina para longe da embalagem de peças finalizadas. Pelke observou que as máquinas podem detectar consistentemente defeitos visuais em peças automotivas, enquanto humanos — que podem ficar cansados ou distraídos — só detectam os defeitos 9 vezes em 10.

Outro benefício dos cobots é sua mobilidade, que permite que se adaptem a quase qualquer espaço de trabalho. A maioria das máquinas pesa bem menos de 80 libras e tem uma área de ocupação de meros polegadas. Elas requerem muito menos energia para operar do que robôs tradicionais e podem ser realocadas para múltiplas aplicações sem alterar layouts de produção. Ideais para pequenos trabalhos e trocas rápidas, os cobots realizam tarefas recorrentes em níveis muito altos de consistência.

O que o Futuro Reserva para Robôs Colaborativos

As vendas coletivas de robôs devem crescer 34% até 2026, com gastos globais em robótica estimados em $13 bilhões, segundo o artigo do Tribune. E a Robotic Industries Association relatou recentemente um número recorde de robôs enviados para empresas norte-americanas no primeiro trimestre de 2018.

Mas os cobots representam apenas três por cento das vendas de robôs atualmente, conforme relatado no Tribune, possivelmente devido ao fato de que a tecnologia de robôs colaborativos ainda é um campo emergente.

Normas formais de segurança para robôs só foram inauguradas em 2016, quando a Organização Internacional de Normalização (ISO) publicou a ISO Technical Specification (TS) 15066. O American National Standards Institute (ANSI) adotou a ISO/TS 15066 no mesmo ano como ANSI/RIA Technical Report R15.606 (RIA é a Robotic Industries Association).

De acordo com essas normas, robôs são considerados “seguros” se houver distância adequada entre pessoas e máquinas ativas, e se houver limitações para a transferência de forças e pressão, caso ocorra contato.

Essas diretrizes de segurança fornecem um excelente ponto de partida para pesquisas futuras, segundo o National Institute of Standards and Technology (NIST), uma agência do Departamento de Comércio dos EUA que usa a ciência para avançar a inovação para fabricantes americanos. Além de pesquisas contínuas sobre segurança de robôs colaborativos, o NIST está conduzindo duas iniciativas de pesquisa relacionadas às complexidades de humanos trabalhando lado a lado com robôs e cobots, que prometem grandes ganhos tanto em segurança quanto em produtividade, segundo Elena Messina, Gerente de Programa, Measurement Science for Manufacturing Robotics no NIST.

1. Visibilidade

Muitos cobots têm câmeras embutidas que permitem perceber o ambiente ao redor. Para funcionarem corretamente, deve haver uma interface entre o sistema de coordenadas da câmera e o sistema de coordenadas do robô. Segundo Messina, o NIST está trabalhando na criação de ferramentas para melhorar essa coordenação, fazendo perguntas como: “O robô mudou de onde ele acha que está?” e “O sistema de coordenadas está alinhado com o ambiente real?”

A pesquisa do NIST sobre visibilidade de robôs também examina mais de perto câmeras e algoritmos que podem ser usados para detectar e rastrear humanos, o que promete melhorar a segurança e a interação geral entre humanos e robôs.

2. Programação

Não é difícil programar cobots para realizar a maioria das tarefas de manufatura, mas poderia ser ainda mais fácil. E quanto mais fácil for, menos oportunidades haverá para erros introduzidos por humanos, que podem levar a problemas de segurança e produção. Para esse fim, o NIST está atualmente prototipando interfaces avançadas que dependem de realidade aumentada e realidade virtual para tornar a programação de cobots mais intuitiva, segundo Messina.

O que Fabricantes Estão Fazendo com Robôs Colaborativos Agora

Embora normas de segurança e tecnologias para gerenciar cobots continuem a evoluir, robôs colaborativos já estão trabalhando em proximidade com humanos no chão de fábrica, muitas vezes sem a necessidade de cercas ou blindagens de segurança adicionais. Trabalhando dentro das diretrizes de segurança atuais, eles são capazes de assumir tarefas recorrentes que costumavam representar riscos de lesões por esforço repetitivo para trabalhadores — tudo por muito menos do que máquinas tradicionais de chão de fábrica.

Da classificação e embalagem à colagem e montagem, robôs colaborativos podem ser rapidamente programados para otimizar tarefas como:

• Inspeções de qualidade
• Polimento
• Atendimento de máquinas
• Aparafusamento
• Moldagem por injeção
• Montagem
• Pegar e colocar

Funcionários como David Young na Kay Manufacturing afirmam que não sentirão falta de tarefas como inspeções visuais de pequenas peças automotivas, que foram assumidas por robôs colaborativos na empresa. Quando entrevistado pelo Tribune, Young disse que os cobots agora lidam com o trabalho manual que lhe causava artrite nas mãos e pés. “É difícil ver cada pequeno detalhe”, disse ele. “Isso tornará meu trabalho mais fácil.”

Se você é uma PME que ainda não aproveitou as muitas oportunidades que os cobots oferecem, não há hora como o presente! Conecte-se com seu MEP Center local dentro da MEP National Network™ para saber mais sobre como os cobots podem ajudar você também.