Resposta direta: A carga útil do robô não é o peso da peça. É a massa do efetor final mais a massa da peça, mantida à distância que a ferramenta estabelece entre eles e o flange do pulso. Em um ciclo de carregamento, a mesma ferramenta transporta a peça para dentro e a peça acabada para fora, portanto, a massa da ferramenta está presente durante todo o ciclo. Dimensione o braço com base nessa soma, no deslocamento real, e mantenha uma margem de segurança.
Para quem é: Escrito para engenheiros e compradores que dimensionam um robô para carga e descarga de máquinas, onde um atuador final projetado especificamente para transportar a peça para dentro e para fora da máquina.
Escopo: Este guia da EVST aborda o que uma verificação de carga útil deve incluir, por que a distância ao centro de massa é tão importante quanto a massa e o que fornecer antes que um fornecedor possa dimensionar um braço. Ele não aborda o projeto da garra, a interface com a máquina ou a modelagem do tempo de ciclo.
O que a capacidade de carga de um robô deve abranger.
A primeira pergunta na maioria das consultas é qual o peso da peça. É a pergunta certa, mas representa apenas metade da resposta, pois o que o robô carrega nunca é a peça sozinha.
Nas imagens de referência, um braço de seis eixos segura uma peça plana em forma de anel em um grande dispositivo final especialmente projetado e a levanta, liberando-a da máquina. A placa de ferramentas e o anel ficam suspensos juntos no braço. Uma tabela de carga útil preenchida apenas com a peça omite uma massa presente a cada segundo do ciclo.
De acordo com as ISO-10218 2: 2025 É a aplicação do robô, e não o robô em si, que deve ser avaliada, e a carga útil se comporta da mesma maneira comercialmente: o braço, o atuador final e a peça de trabalho são uma única seleção, não três.
A correção mais barata em um projeto como este é feita no papel. Um cálculo da carga útil do robô que omite as ferramentas geralmente é descoberto no chão, quando o braço já está parafusado.
O ciclo de carregamento transporta ferramentas em ambos os sentidos.
As imagens mostram dois movimentos importantes: a entrada da peça na máquina e a saída da peça acabada. Ambos são realizados pelo mesmo atuador final.
Isso significa que a massa da ferramenta é constante ao longo do ciclo e apenas a peça entra e sai. O pior cenário para o pulso não é um único instante, mas sim o estado de carga, e ocorre duas vezes por ciclo, em vez de apenas uma.
Quando uma célula carrega e descarrega com as mesmas ferramentas, o dimensionamento em relação ao estado carregado é a linha de base confiável. Quando ferramentas separadas são usadas para cada direção, cada uma deve ser verificada individualmente.
A distância faz parte da carga.
A carga útil nominal é indicada com base em um deslocamento específico do centro de massa. A mesma massa, montada mais longe da flange, aumenta o momento que o pulso precisa fazer para segurar a peça, e um atuador final grande geralmente empurra a peça de trabalho mais para fora do que uma garra simples.
É por isso que duas células com pesos de peças idênticos podem precisar de braços diferentes. A diferença está na geometria, não na massa. De acordo com ISO 9283:1998Os critérios de desempenho para robôs industriais são definidos sob condições de teste específicas, o que nos lembra que os dados de catálogo descrevem um teste e não a sua situação real.
Ao enviar os dados para um fornecedor, envie também o offset: o centro de massa aproximado da ferramenta e da peça depois de fixada. Duas massas sem distância não podem ser comparadas com um diagrama de carga útil.
O que as imagens comprovam e o que não comprovam.
As imagens comprovam uma sequência visível: um robô com um atuador final especialmente projetado agarra uma peça em forma de anel, coloca-a em uma máquina e retira a peça acabada, com a ferramenta e a peça presas juntas no pulso.
Isso não comprova nenhuma massa, nenhum deslocamento, nenhum tempo de ciclo ou qualquer capacidade de posicionamento. Nada neste artigo deve ser interpretado como uma medição da célula mostrada.
Manter as evidências visíveis e a conclusão técnica separadas é o que torna a conclusão aplicável à sua própria área. De acordo com ISO 12100:2010A avaliação de riscos começa pela determinação dos limites da máquina, e o limite de carga útil do robô é um desses limites. Em resumo, a carga útil do robô é um critério de seleção, e não um critério de aceitação.
Uma tabela de decisão resumida
Se a ferramenta for leve em relação à peça e estiver próxima ao flange, uma verificação da carga útil total geralmente é suficiente.
Se a ferramenta for pesada ou longa, o deslocamento é o fator determinante e o momento do pulso deve ser verificado em relação ao diagrama do fabricante na distância real, não no ponto nominal.
Se o carregamento e o descarregamento utilizarem ferramentas diferentes, trate-os como dois casos de carregamento distintos. Se uma única ferramenta realizar ambas as operações, dimensione o estado carregado e confirme se os movimentos descarregados estão dentro do mesmo envelope.
| Situação | O que rege | O que verificar |
|---|---|---|
| Ferramentas leves próximas ao flange | Massa total | Soma das ferramentas e peças em relação à carga útil nominal |
| Ferramentas pesadas ou compridas | Deslocamento do centro de massa | Momento do pulso na distância real, não no ponto nominal. |
| Ferramentas diferentes em cada direção | Dois casos de carga | Cada direção dimensionada em seu próprio pior estado. |
| Ferramentas compartilhadas para várias peças | Variante mais pesada | Margem de carga útil do robô em comparação com a pior variante. |
O que preparar antes de pedir um orçamento
Peso e dimensões da peça, com um centro de massa aproximado. Conceito da garra: como ela segura, aproximadamente quanto pesa e qual o seu alcance.
A geometria entre pegar e colocar: distância, diferença de altura e se o braço precisa alcançar o interior da estrutura da máquina.
Requisitos de ciclo e tamanho do lote, e se mais de uma variante da peça compartilha as ferramentas.
Onde isso se encaixa em uma célula maior?
O dimensionamento da carga útil é realizado em conjunto com a verificação de alcance e posicionamento; um braço que suporta a carga ainda pode não alcançar o posicionamento necessário para a abertura da máquina.
Para aplicações de carregamento de máquinas, a interface com a máquina, o intertravamento da porta e a apresentação da peça geralmente moldam as ferramentas tanto quanto a própria peça.
Considere a carga útil, o alcance e a interface como uma única iteração, em vez de três decisões sequenciais.
Perguntas frequentes
A carga útil nominal inclui a garra?
Sim. A carga útil nominal é a massa total na flange, ou seja, o atuador final mais a peça de trabalho, considerando um deslocamento do centro de massa especificado.
Por que o mesmo peso exige um robô maior em uma célula do que em outra?
Porque o deslocamento é diferente. Uma massa posicionada mais longe da flange aumenta o momento no pulso, mesmo que a massa permaneça inalterada.
E se a peça só puder ser transportada de uma maneira?
Assim, os movimentos com e sem carga são casos de carga separados. O dimensionamento é feito com base no peso que for maior, considerando seu próprio deslocamento.
Qual a margem de segurança que deve ser deixada?
Isso depende do diagrama do fabricante, do perfil de movimento e de quaisquer variantes futuras da peça; é uma decisão de projeto, e não uma porcentagem fixa.
Informações do projeto para análise de candidatura
Se você estiver dimensionando um robô para carregamento de máquinas, a maneira mais rápida de obter uma resposta útil é enviar o caso de carga em vez de um único peso. O EVST analisa as questões de carga útil com base em uma peça real, em vez de um valor de catálogo.
- Peso da peça, contorno e centro de massa aproximado
- Conceito de garra, massa aproximada e projeção
- Geometria de seleção e posicionamento, incluindo qualquer alcance dentro de uma máquina.
- Requisitos de ciclo, tamanho do lote e variantes de peças
Envie esses quatro dados e a EVST verificará a carga útil e o momento de inércia do pulso em relação à sua peça e ferramenta reais. Leitura relacionada: atendimento de máquina robô, verificação de alcance e postura.