Quase 45% da produção pode ser potencialmente automatizada com robôs.
Uma ampla gama de robôs industriais está disponível para atender a diversas necessidades. Ao selecionar o tipo certo, é essencial seguir o princípio de que “a forma segue a função” — o design do robô deve estar alinhado com sua finalidade.
Devido à diversidade de tarefas que os robôs industriais podem executar, diferentes tipos de robôs são projetados especificamente para lidar com várias aplicações.
Explore abaixo as vantagens de cada tipo de robô industrial!
O que é um robô industrial?
De acordo com a norma ISO 8373:2012, um robô industrial é “um manipulador multiuso, reprogramável e controlado automaticamente, programável em três ou mais eixos, que pode ser fixo ou móvel para aplicações de automação industrial.”
Os robôs industriais apresentam diversos designs, dependendo das tarefas a que se destinam, mas o tipo mais comum é o braço robótico. Esses robôs podem ser categorizados com base em fatores como movimento, aplicação, arquitetura e marca.
Tipos de robôs industriais
Os robôs industriais mais comuns são estacionários, ou seja, estão fixados com segurança a uma superfície como piso, teto ou parede. Dentre eles, os braços robóticos são os mais utilizados. Existem cinco tipos principais de robôs estacionários, cada um projetado para executar tarefas como triagem, soldagem e acabamento com precisão e eficiência. De acordo com a Federação Internacional de Robótica (IFR), os cinco principais tipos de robôs industriais incluem SCARA, articulados, cartesianos, delta e polares.
Robô articulado
Vantagens:
- Altamente flexível devido às múltiplas articulações, permitindo a execução de uma ampla gama de tarefas.
Desvantagens:
- Mais caro do que outros tipos de braços robóticos.
- Requer sistemas de controle avançados para operação precisa.
Os robôs articulados são a estrutura de robôs industriais mais comum, representando 60% das instalações em todo o mundo, de acordo com a Federação Internacional de Robótica. Semelhantes a um braço humano, esses robôs apresentam uma estrutura similar a um ombro, cotovelo e pulso, permitindo movimentos dinâmicos.
Esses robôs normalmente possuem entre duas e dez articulações, proporcionando flexibilidade e uma ampla gama de movimentos. Quanto mais articulações um robô tiver, mais fluidos serão seus movimentos. A maioria dos braços articulados pode girar com seis graus de liberdade — um pouco menos que os sete do braço humano —, mas ainda suficiente para uma ampla gama de aplicações industriais.
Na extremidade do braço robótico, pode-se acoplar uma garra — semelhante a uma mão humana. As garras variam de ventosas simples a mecanismos complexos, semelhantes a dedos, capazes de agarrar e manipular objetos. Dependendo da tarefa, o efetor final também pode ser uma broca, lixadeira, laser ou outra ferramenta especializada.
Graças à sua excepcional flexibilidade, os robôs articulados são amplamente utilizados em diversos setores industriais. As aplicações comuns incluem impressão, embalagem, soldagem, alimentação de máquinas, movimentação de materiais e metalurgia.
Robôs SCARA
Vantagens:
- Econômico e altamente preciso.
- Ideal para diversas aplicações de montagem.
Desvantagens:
- Amplitude de movimento limitada.
- Menos eficiente que os robôs Delta para aplicações de alta velocidade.
SCARA, abreviação de Selective Compliance Articulated Robot Arm (Braço Robótico Articulado de Conformidade Seletiva), refere-se a robôs com duas juntas rotativas paralelas. Embora os robôs SCARA se movam mais rápido do que os robôs cartesianos, eles são ligeiramente menos precisos. Apesar de operarem em todos os três eixos, sua principal característica reside nos movimentos laterais.
Esses robôs transformaram a fabricação de pequenos eletrônicos devido ao seu tamanho compacto, simplicidade e preço acessível. Eles são particularmente eficazes em aplicações de montagem, onde precisão e velocidade são cruciais. O "C" em SCARA significa "compliance" (conformidade), que se refere à sua leve flexibilidade no plano horizontal. No entanto, eles permanecem rígidos no plano vertical — daí o termo "selective compliance" (conformidade seletiva).
Essa flexibilidade seletiva torna os robôs SCARA ideais para inserir componentes em placas de circuito impresso ou outras superfícies planas. Seu design proporciona a rigidez necessária para encaixar peças em ranhuras precisas, uma tarefa que outros braços robóticos podem ter dificuldade em realizar. No entanto, essa estrutura também resulta em limites de peso mais baixos e menos graus de liberdade em comparação com outros tipos de robôs.
Robôs cartesianos (retangulares)
Vantagens:
- Mais econômico com controles mais simples.
- Alta precisão devido ao movimento linear em três dimensões.
Desvantagens:
- Limitado ao movimento linear em três eixos.
Os robôs cartesianos operam ao longo de três eixos lineares: para frente e para trás, para cima e para baixo e para os lados. Seu nome vem do sistema de coordenadas cartesianas (X, Y e Z), o que significa que eles se movem em linhas retas ao longo dos planos horizontal e vertical, em ângulos de noventa graus entre si.
Esses robôs são comumente usados para manuseio de materiais, impressão 3D, embalagem, perfuração e tarefas de armazenamento/recuperação. Devido ao seu movimento linear e direto, os robôs cartesianos oferecem alta precisão. Eles também são mais econômicos e fáceis de controlar em comparação com sistemas robóticos mais complexos.
Delta Robots
Vantagens:
- Movimento rápido e preciso.
Desvantagens:
- Capacidade de peso e amplitude de movimento limitadas.
Os robôs Delta são amplamente utilizados nas indústrias alimentícia, farmacêutica e eletrônica. Frequentemente chamados de "semelhantes a aranhas" devido ao seu design, esses robôs consistem em paralelogramos articulados conectados a uma base, com todo o sistema normalmente montado acima da área de trabalho.
Originalmente desenvolvidos para pegar pedaços de chocolate e colocá-los em caixas, os robôs Delta são conhecidos por seu design leve e ágil, que lhes permite executar movimentos rápidos e altamente precisos. No entanto, sua estrutura leve também limita sua capacidade de carga e amplitude de movimento.
Robôs polares (esféricos)
Vantagens:
Sistemas de controle simples, longo alcance e operações rápidas.
Desvantagens:
Flexibilidade limitada em comparação com braços articulados e requer uma área de ocupação maior.
Os robôs polares, também chamados de robôs esféricos, possuem um braço com duas juntas rotativas e uma junta linear. Eles operam em coordenadas polares, proporcionando uma amplitude de movimento esférica.
O primeiro robô industrial da história, o "Unimate", era um robô esférico. Introduzido na década de 1950, o Unimate trabalhou nas linhas de montagem da General Motors, realizando tarefas como o transporte de peças fundidas e a soldagem de componentes em carrocerias.
Embora ainda em uso, os robôs polares são geralmente considerados um tanto obsoletos em comparação com os braços robóticos articulados mais flexíveis. No entanto, eles podem ser uma solução mais econômica.
Ao escolher o robô certo, é essencial avaliar as tarefas específicas que ele precisa executar. Os potenciais compradores também devem considerar como o robô se integrará à infraestrutura existente. Com uma variedade de opções disponíveis, os fabricantes podem ponderar os custos e benefícios para determinar o modelo mais adequado às suas necessidades.
