Está pensando em adquirir um novo braço robótico para sua empresa, mas se sente sobrecarregado pelas opções disponíveis?
Este artigo abordará tudo o que você precisa saber sobre braços robóticos hidráulicos, a solução robusta e de alta capacidade de carga. Ao contrário dos braços robóticos eletrônicos, os braços robóticos hidráulicos utilizam energia hidráulica para executar suas tarefas com eficiência.
O que é um braço robótico hidráulico?
Braços robóticos hidráulicos são movidos por fluido hidráulico pressurizado, que fornece a força necessária para levantar, mover e manipular cargas pesadas com precisão. Esses braços versáteis geralmente apresentam múltiplas articulações, semelhantes a um braço humano, acionadas por cilindros e atuadores robustos.
Os sistemas hidráulicos utilizam fluido pressurizado para gerar força e movimento, tornando-os ideais para aplicações de alta potência, como na indústria. Cada articulação de um braço robótico hidráulico é equipada com cilindros hidráulicos. Quando o fluido é bombeado para esses cilindros, eles se expandem, fazendo com que o braço se mova. Controlando o fluxo do fluido, a velocidade, a direção e a precisão do movimento podem ser reguladas com notável exatidão.
A alta densidade de potência dos sistemas hidráulicos permite que esses braços robóticos levantem e movimentem cargas muito pesadas, frequentemente com centenas de quilos. Essa capacidade os torna adequados para aplicações exigentes, como a fabricação automotiva, onde componentes pesados precisam ser manuseados com frequência. Além disso, os braços hidráulicos são altamente rígidos, permitindo que levantem pesos consideráveis, mantendo um alto grau de precisão.
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Como funcionam os braços robóticos hidráulicos?
Fluido:
Os braços robóticos hidráulicos obtêm sua energia de pistões e fluido hidráulico.
Os pistões movem-se para frente e para trás, impulsionados pelo fluido hidráulico sob alta pressão; à medida que os pistões se movem, acionam as articulações do braço robótico, permitindo que ele se dobre, se estenda e gire.
Controlando os pistões com um computador, o braço pode ser posicionado e movimentado com precisão.
Potência e torque em braços robóticos hidráulicos
Potência:
A energia de um sistema hidráulico provém de uma bomba elétrica que pressuriza o fluido, geralmente óleo, e o bombeia através de mangueiras até os pistões. Válvulas solenoides regulam o fluxo de fluido para cada pistão, permitindo movimentos independentes. Além disso, sensores fornecem informações a um computador, permitindo que ele monitore a posição e a velocidade de cada junta.
Torque:
Os sistemas hidráulicos geram um torque significativo, permitindo que os braços hidráulicos levantem cargas muito pesadas — alguns podem até levantar várias toneladas! Esse alto torque também permite aceleração e desaceleração rápidas, tornando-os adequados para tarefas de precisão em alta velocidade. No entanto, os braços hidráulicos normalmente apresentam menor repetibilidade em comparação com os servomotores elétricos e exigem mais manutenção para manter o sistema hidráulico funcionando corretamente.
Principais aplicações de braços robóticos hidráulicos
Os braços robóticos hidráulicos são amplamente utilizados em indústrias pesadas, principalmente na fabricação automotiva, devido aos seus atuadores potentes, que se destacam na elevação e manipulação de componentes pesados. Aqui estão três setores-chave que utilizam esses braços com eficácia:
Indústria Automotiva:
Nas fábricas de automóveis, os robôs hidráulicos são cruciais para tarefas como movimentar chassis de veículos, instalar componentes pesados como motores e transmissões e manusear peças grandes como portas, capôs e eixos. Sua alta potência e precisão permitem o levantamento e a movimentação suaves até mesmo das peças automotivas mais pesadas durante a montagem.
Usinagem pesada:
Os braços robóticos hidráulicos são comumente encontrados em aplicações de usinagem pesada, como a fabricação de metais, onde levantam, posicionam e soldam grandes componentes metálicos. Seus robustos atuadores hidráulicos suportam o calor e as forças elevadas envolvidas na soldagem de peças de aço espessas, sendo também eficazes para movimentar matérias-primas, peças e peças acabadas em toda a instalação de usinagem.
Embalagem e paletização:
Os braços robóticos hidráulicos são ideais para movimentar e empilhar caixas, engradados e paletes com eficiência. Sua alta capacidade de elevação e amplitude de movimento permitem a coleta, rotação e posicionamento rápidos de cargas pesadas. Em instalações de embalagem, os braços hidráulicos podem pegar contêineres vazios, enchê-los, selá-los e empilhá-los em velocidades impressionantes.
Desvantagens e limitações dos braços robóticos hidráulicos
Embora os braços robóticos hidráulicos ofereçam muitas vantagens, existem algumas desvantagens a serem consideradas antes de investir:
Requisitos de manutenção mais elevados:
Os sistemas hidráulicos exigem manutenção frequente, incluindo a substituição do fluido hidráulico e a inspeção de componentes como bombas, válvulas, cilindros e mangueiras para verificar desgaste ou danos. Com o tempo, o fluido hidráulico pode se degradar, perdendo suas propriedades lubrificantes devido ao calor. Além disso, mangueiras e vedações sofrem desgaste natural e podem precisar ser substituídas, o que leva a custos mais altos e maior tempo de inatividade.
Risco de derramamentos e vazamentos de petróleo:
Existe sempre o risco de derrames, vazamentos ou gotejamentos de fluido hidráulico, que podem ser perigosos e causar danos. O monitoramento rigoroso e as inspeções regulares são essenciais para minimizar esses riscos. Quaisquer derrames ou vazamentos devem ser limpos adequadamente e os materiais contaminados devem ser descartados de acordo com as normas vigentes.
Precisão limitada:
Embora os braços robóticos hidráulicos sejam potentes, geralmente carecem da precisão dos braços robóticos elétricos. O tamanho dos componentes hidráulicos e a compressibilidade do fluido hidráulico limitam a precisão com que as forças e os movimentos podem ser controlados. Consequentemente, para aplicações que exigem alta precisão, os braços robóticos elétricos costumam ser a melhor opção.
Movimentos mais lentos:
Os braços robóticos hidráulicos normalmente se movem mais lentamente do que os elétricos devido à natureza dos sistemas hidráulicos. O tempo necessário para o fluido hidráulico fluir pelo sistema e a inércia dos componentes hidráulicos resultam em aceleração mais lenta e respostas menos dinâmicas. Além disso, a velocidade e os tempos de ciclo podem ser limitados pela taxa de atuação das válvulas e cilindros hidráulicos.
Impacto ambiental:
Robôs industriais de estampagem levantam preocupações ambientais relacionadas à fabricação, transporte, uso e descarte de fluidos hidráulicos, que geralmente são derivados de petróleo. Isso representa um risco de derramamentos e vazamentos acidentais que podem liberar esses óleos no meio ambiente. Muitas regiões possuem regulamentações que limitam ou proíbem o uso de certos fluidos hidráulicos. No entanto, a situação está melhorando com a introdução de fluidos alternativos "verdes" e melhores sistemas de contenção que podem mitigar alguns desses impactos ambientais.
Resumindo
Os braços robóticos hidráulicos são ferramentas poderosas e versáteis que trazem enormes benefícios para o setor de manufatura.
Embora o investimento inicial possa parecer elevado, os benefícios a longo prazo em termos de eficiência e produtividade compensam amplamente – especialmente para empresas maiores que precisam trabalhar com cargas úteis elevadas.
