Fonte: ec.europa.eu
A montagem é uma parte importante dos processos industriais. É a penúltima etapa em que os componentes de um produto produzidos separadamente são reunidos para completá-lo. É um processo decisivo que muitas vezes faz a diferença entre produtos que passam no teste de qualidade e unidades rejeitadas.
Dada a importância de uma montagem adequada, é fundamental que esta seja feita com elevada precisão. As fábricas, por outro lado, preferem que isso seja feito rapidamente para economizar custos e manter um alto ritmo de produção. Dessa necessidade surgiu robôs de montagem. Se você está pensando em investir em alguns, aqui está um guia com tudo o que você precisa saber sobre por que e como eles podem ser aplicados.
O que são robôs de linha de montagem?
Fonte: Pixabay
Um robô de linha de montagem é uma máquina programada usada para unir partes constituintes de um produto em um só. Comparados ao trabalho humano, os robôs de montagem são rápidos e possuem uma precisão mecânica que os seres humanos podem não ser capazes de alcançar. Outros fatores, como a capacidade de lidar com cargas úteis maiores na montagem de peças grandes, também tornam os robôs de montagem fundamentais na fabricação.
Um robô de montagem é composto pelas seguintes partes:
Um braço robótico de linha de montagem - este é um manipulador flexível que é usado como um substituto para o braço humano para levantar e posicionar as peças que estão sendo montadas. Este tipo de braço robótico é projetado com diferentes capacidades de carga útil e alcance para torná-los adequados para montar diferentes produtos.
Efetor final- um efetor final é uma ferramenta fixada na extremidade de um braço robótico de montagem para permitir que ele pegue as peças que serão montadas. Eles variam em design com base na peça. Os exemplos incluem pinças, dispensadores de adesivo e ferramentas de sucção usadas para manusear vidro.
Sensores – os sensores orientam os robôs de montagem detectando parâmetros como quanta força eles devem aplicar ao instalar uma peça ou como devem posicioná-la.
Sistemas de visão- sistemas de visão geralmente são instalados perto da extremidade de um braço de robô de montagem. Eles ajudam a torná-lo mais preciso, pois permitem que o braço do robô “veja” a peça e onde posicioná-la.
Em que consistem os sistemas de montagem robótica?
A sistema de montagem robótica compreende uma série de robôs de linha de montagem que trabalham em conjunto para montar unidades de produtos. Isso geralmente é aplicável quando um produto tem diferentes tamanhos e formatos de componentes, porque eles precisariam ser manuseados por diferentes robôs de montagem. Um tipo de sistema transportador passa a unidade que está sendo montada de um estágio de montagem para o próximo.
Um exemplo disso seria a montagem de veículos. Peças como assentos de automóveis e pára-brisas não podem ser manuseadas de forma eficiente pelo mesmo robô. Assim, um conjunto de robôs instalaria o assento do veículo e, mais abaixo no sistema de montagem, outro conjunto de robôs de montagem instalaria o pára-brisas.
Embora todos os robôs em um sistema de montagem sejam projetados para montagem, eles podem não ser necessariamente idênticos. Suas cargas úteis e alcance podem diferir com base nas peças que estão manuseando. Os efetores finais com os quais estão equipados também são escolhidos para corresponder à sua tarefa.
Tipos de robôs de linha de montagem
Diferentes tipos de robôs são adequados para tipos exclusivos de processos de montagem. Isso se baseia em quantos graus de liberdade eles têm e nas cargas úteis que podem suportar. Os principais tipos de braços robóticos usados como robôs de montagem incluem, portanto,
Robôs SCARA
Robôs SCARA são flexíveis no eixo XY e rígidos no eixo Z. Isto 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 um amplo envelope de trabalho cilíndrico e podem lidar com cargas úteis consideráveis. Outros méritos de usar um robô SCARA para montagem incluem:
Alta velocidade porque seus braços compactos suportam menos torque
Eles têm alta precisão e repetibilidade
Eles podem lidar com peças pequenas de forma eficaz
robôs delta
Robôs delta consistem em três braços robóticos em forma de triângulo montados em uma base, sendo cada braço alimentado por seu próprio servo motor. Quando um robô delta é aplicado em uma linha de montagem, ele é montado acima da cabeça. Isso proporciona mais estabilidade aos braços do robô e reduz a quantidade de torque que eles experimentam ao levantar peças durante a montagem. Como resultado, eles trabalham extremamente rápido e são altamente precisos, especialmente quando equipados com sensores.
Dada a sua estrutura, os robôs Delta só podem lidar com pequenas cargas. Esta é talvez a razão pela qual só recentemente começaram a ser utilizados em linhas de montagem. Apesar disso, são muito eficientes na montagem de pequenos componentes como telas ou capas de celulares, entre outras coisas.
Robôs Articulados
Braços robóticos articulados têm múltiplas juntas de revolução que permitem flexionar em diferentes direções. É esta elevada flexibilidade que é aproveitada quando são utilizados em processos de montagem complexos. Eles são particularmente eficazes onde as peças precisam ser giradas ou manobradas durante a instalação.
Devido às múltiplas articulações em sua estrutura, os braços articulados do robô são um pouco mais lentos em comparação com outros robôs. No entanto, o que lhes falta em velocidade é compensado pela capacidade de lidar com cargas pesadas, cobrir grandes áreas de trabalho e esticar o braço para instalar peças. Eles também podem se tornar ainda mais eficazes se forem equipados com sistemas de visão.
Aplicação de Robôs em Montagem
Fonte: Unsplash
As linhas de montagem diferem de um setor para outro em termos das peças montadas e de outros processos envolvidos. Consequentemente, diferentes tipos de robôs de montagem são aplicados exclusivamente em cada tipo de linha de montagem. A seguir estão exemplos de como os robôs de montagem são aplicados.
Montagem de micropeças eletrônicas - as peças internas de dispositivos eletrônicos compreendem uma série de micropeças que seriam difíceis para o olho humano acompanhar. Elas são ainda mais difíceis de montar, especialmente em arranjos complexos como placas de circuito. Portanto, é mais eficaz usar robôs de montagem como SCARA e robôs delta que podem lidar com peças pequenas com facilidade e precisão.
Montagem automotiva – carros são feitos de centenas de peças que variam em tamanho. A montagem automotiva é feita por meio de um sistema de montagem robótica com diferentes peças sendo instaladas em estágios. Dada a quantidade de manobras necessárias para alcançar o interior da carcaça de um carro para instalar peças, braços robóticos articulados são os mais comumente usados para esse tipo de montagem.
Montagem adesiva – trata-se de um tipo de montagem em que partes de um produto devem ser unidas por meio de adesivo de resistência industrial. Pode ser arriscado para o pessoal humano inalar tais vapores ou se a sua pele entrar em contacto com tais adesivos. Por esta razão, robôs de montagem como o SCARA podem ser usados para distribuir o adesivo, enquanto outro equipado com uma pinça pode unir as peças mais adiante na linha de montagem.
Montagem em sala limpa - 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 entrada para fácil limpeza são adequados para esse tipo de produção. Eles são muito mais fáceis de manter em condições estéreis ao redor e, diferentemente dos humanos, não exigem equipamentos sanitários todos os dias.
Vantagens dos robôs de montagem
Fonte: Pixabay
Alta velocidade – quanto mais tempo leva para montar uma unidade de produto, maiores são os custos de produção. Além disso, longos tempos de produção podem atrasar sua cadeia de suprimentos. Robôs de montagem trabalham muito mais rápido do que o trabalho humano e mantêm sua linha de produção funcionando o tempo todo.
Precisão – peças mal montadas resultam em um produto de baixa qualidade geral. Uma válvula de tubo, por exemplo, que é montada muito próxima acabaria vazando quando chegasse ao consumidor. A precisão mecânica dos robôs de montagem elimina tais erros de produção.
Eficiência de custo- um robô de montagem reúne componentes de produtos mais rápido e com mais precisão do que alguns trabalhadores humanos. Embora o custo inicial de um robô possa ser alto, a longo prazo, é muito mais barato do que uma conta de salário inflada e recorrente. Menos erros também reduzem o desperdício, o que igualmente economiza dinheiro na frente de produção.
Padronização da qualidade - a alta repetibilidade dos robôs de montagem produz produtos acabados que são idênticos em design e qualidade. Isso é importante, pois dá consistência aos seus produtos em vez de depender de trabalho humano, onde cada trabalhador tem diferentes níveis de habilidades.
Segurança aprimorada – os processos de montagem podem ser arriscados para a equipe de inúmeras maneiras. Levantar componentes pesados, aplicar adesivos, pregar peças e processos semelhantes podem dar errado a qualquer momento. Ao atribuir essas tarefas a robôs de montagem, os trabalhadores podem assumir responsabilidades mais seguras, mais gratificantes e menos extenuantes.
Desvantagens dos robôs de montagem
Fonte: Pixabay
Perda de emprego – quando tarefas que eram inicialmente realizadas manualmente se tornam automatizadas, alguns funcionários fazem a transição para outras posições, mas a maioria acaba redundante. Essa perda de meios de subsistência é o motivo pelo qual muitas pessoas são avessas à ideia de a robótica avançar mais do que já avançou.
Problemas de segurança - robôs de montagem para peças grandes, como os usados para grandes eletrônicos ou veículos, exigem amplo espaço no chão, não apenas para caber, mas também para segurança. A menos que sejam robôs colaborativos com sensores de segurança, seria perigoso para os trabalhadores trabalharem próximos a robôs de montagem. Colisões e outros acidentes podem ocorrer a qualquer momento se uma distância segura não for mantida. Isso também pode dificultar sua incorporação se sua fábrica não for grande.
Altos custos de investimento - os benefícios dos robôs de montagem são inegáveis, mas seus custos também podem ser bem altos. Tais custos não incluem apenas os custos de compra, mas também os de manutenção regular e as perdas incorridas durante paradas inesperadas.
Conclusão
Há muito a ganhar investindo em robôs de montagem. No entanto, os ganhos só podem ser obtidos se você escolher o robô certo para sua configuração. Encontrar um certificado fabricante de robôs de montagem que oferece unidades duráveis de alta qualidade pode igualmente tornar sua transmissão em montagem automatizada muito mais suave.