Por Que sua Fábrica Precisa de um Robô Colaborativo?

Robô colaborativo. O nome é bem sugestivo, mas não explica bem todas as capacidades deste tipo de equipamento. Indústria 4.0 com certeza é um termo que você conhece. Daí já podemos adiantar onde esses robôs estão inseridos: indústrias com elevado nível de automação, segurança e eficiência. E o “colaborativo”, característica definidora de robôs como o Aubo i5, é componente fundamental desse novo contexto industrial que vamos explicar agora.

O que é um robô colaborativo?

As características que definem um robô colaborativo são especificadas na norma internacional a ISO 10218 – Robots and robotic devices — Safety requirements for industrial robots. Essa norma é dividida em duas partes. A primeira trata de robôs especificamente, já a segunda trata de subsistemas e integração.

De acordo a norma, documento fundamental para quem trabalha com robótica e automação industrial, robôs colaborativos possuem 4 características principais:

• Parada automática de segurança;
• Capacidade de aprendizado manual;
• Ajuste de velocidade automática na presença de humanos;
• Limitação de potência e força face a situações anormais.

A ideia mais geral que podemos ter é a de que um robô dito colaborativo seria como um robô super prestativo, que trabalha junto aos funcionários ajudando em tarefas das mais fáceis às mais difíceis, sem região de enclausuramento ou limitação de espaço.

De fato robôs colaborativos ajudam muito, principalmente os trabalhadores da indústria. Mas longe dessa primeira imagem, são as especificações da ISO 10218 que definem o que é esse tipo de robô e como eles trabalham. Vamos entender melhor:

1. Parada automática de segurança

Pela legislação brasileira, robôs tem que estar restritos a uma certa área de trabalho, ou seja, eles não podem se deslocar livremente por toda a área da fábrica.

O primeiro recurso que caracteriza um robô colaborativo é a capacidade de identificar que uma pessoa adentrou no seu espaço de operação e acionar seus freios e travas de segurança. Esta é uma capacidade fundamental para garantir a segurança no ambiente de trabalho.

O espaço de trabalho do robô não necessariamente é aquele que a norma (NR 12) especifica como zona de segurança para o equipamento. Diferentes modelos de robôs podem ter especificações distintas, além de, em alguns casos, também poderem ser programados e ajustados quanto a esses aspectos.

Imagine que o robô está manipulando uma peça em determinado local de um galpão. Caso um empregado precise de passar dentro da zona em que o robô está operando, seja apenas por estar em trânsito ou para fazer alguma inspeção na própria peça, o robô para de se movimentar assim que percebe a presença do empregado.

Alguns detalhes dessa capacidade:

• Robôs industriais convencionais podem receber um pacote de tecnologia opcional (Safe Operation) e incorporar a capacidade de parada automática;
• A qualidade desse recurso está ligado principalmente à qualidade dos sensores e dispositivos de identificação de presença;
• Em geral, o robô trabalha sem a presença de pessoas por perto, mas pode ser programado para trabalhos cooperativos.

Em resumo, um robô colaborativo deve parar de trabalhar assim que a zona de segurança é violada.

2. Ajuste de velocidade automática em ambientes com humanos

Já falamos que robôs colaborativos param de operar quando um trabalhador entra em uma zona restrita pré-determinada. Outra característica colaborativa desses robôs é que esse auto-travamento acontece em camadas.

Isso significa que antes de o robô parar completamente, ele diminui sua velocidade de movimentação para valores pré-concebidos, determinados para cada distância do trabalhador.

O entorno do robô é monitorado por lasers e sistemas de visão computacional que identificam a posição dos trabalhadores e a sua distância em relação a eles. Assim, ele ajusta a sua velocidade à medida que o trabalhador se aproxima (ficando mais lento) ou se afasta (retornando à velocidade normal).

Essa capacidade é conhecida pelo termo Speed ​​and Separation Monitoring. Nesse caso, a velocidade se ajusta de forma gradual à medida que alguém se aproxima ou afasta do robô, eventualmente ultrapassando a distância limite e fazendo o robô parar completamente.

Essa característica é diferente da Safety Monitored Stop, que explicamos no item 1. Nesse caso, o robô pára de uma vez e só retorna após receber um comando. Ou seja, não há diminuição gradual da velocidade e o trabalhador deve dar o comando para que o robô retome sua operação normal.

Pontos importantes:

• Robôs industriais regulares também podem receber pacote de tecnologia opcional (Safe Operation) para incorporar essa capacidade;
• Principal componente é o sistema de visão computacional;
• É uma capacidade especialmente importante em ambientes em que trabalhadores aparecem frequentemente nas zonas de trabalho dos robôs.

+ Leia Mais: Aubo i5: Tudo sobre o robô colaborativo da Fersiltec

3. Capacidade de aprendizado manual

A capacidade de aprendizado manual significa que o robô pode aprender a caminhar por trajetos específicos e depois as repetir sem ajuda humana. Na prática, significa que você pode guiar o robô, mostrando o caminho tal como faria com uma pessoa, e ele irá salvar na memória interna como fazer aquele trajeto.

Essa é uma ferramenta importante para galpões e empresas que realizam muitas operações de “pick and place” (levar uma peça/caixa de um lugar a outro).

Robôs industriais regulares também podem sofrer upgrade com instalação de sensores de torque e força, bem como outros kits de atualização para aprender a realizar trajetos sozinhos. Esse tipo de capacidade, porém, não torna desnecessário o enclausuramento de segurança para os outros modos de operação.

4. Limitação de potência e força na hora certa

A quarta e última capacidade que torna um robô colaborativo é a de sentir/ler forças anormais aplicadas sobre ele, e tomar medidas de segurança. Sensores de força e torque instalados nas articulações permitem que esses robôs identifiquem rapidamente quando alguma força ou pressão inesperada é exercida sobre elas.

Em geral, as medidas de segurança mais comuns é o robô simplesmente parar ou mudar de trajetória (desviar do obstáculo).

São esses sensores que permitem também que eles sejam capazes de aprender a fazer caminhos – lembra da aprendizagem manual que acabamos de comentar? Quando dissemos que eles podem ser guiados, significa literalmente guiados. Por meio dos sensores de força os robôs colaborativos identificam quando um humano está guiando-os de alguma forma.

Ainda em relação à aplicação de forças anormais ou acidentais, cabe salientar alguns aspectos especiais de projeto dos robôs colaborativos. Em geral, eles têm uma geometria mais redonda, e a razão disso é que assim as forças e impactos externos são dissipados de forma mais eficiente em sua superfície. Outro aspecto é o fato de eles não possuírem nenhum de seus motores expostos, o que dá segurança e evita danos estruturais.

Um diferencial de alguns modelos é a certificação ISO / TS 15066. Essa norma determina valores máximos de força e energia que podem ser aplicadas a seres humanos por um robô colaborativo sem causar danos físicos.

A importância de robôs colaborativos na indústria 4.0

Robôs são parte fundamental do processo de automação crescente que vem acontecendo desde o início do século passado. À medida que evoluem tecnologicamente, incorporando elementos como visão computacional, capacidade de aprendizado e inteligência artificial, robôs tendem a se tornar cada vez menos ferramentas, e cada vez mais colaboradores plenos da força de trabalho.

No contexto da indústria 4.0, robôs colaborativos têm a virtude de tornarem a automação acessível a vários tipos e tamanhos de empresas. O número de aplicações é incontável, reflexo direto da versatilidade dessa classe de robôs.

Empresas em busca de um processo de automação eficiente e de competitividade certamente têm nos robôs colaborativos uma das melhores opções, tanto em temos de incremento produtivo como garantia de segurança e cumprimento de normas técnicas.

A legislação brasileira e suas exigências em relação às zonas de enclausuramento faz com que a escolha dos robôs precise de orientação especializada.

Nós da Fersiltec, referência em automação industrial, lançamos o Aubo i5 e oferecemos toda a capacitação e serviços para instalação e manutenção do robô. Entre em contato e descubra como ter um robô colaborativo na sua empresa.