Os robôs industriais são a espinha dorsal da indústria de manufatura. É impossível imaginar fábricas modernas sem robôs. Toda essa automação em unidades fabris de todas as escalas é feita por meio de robôs industriais. Os robôs industriais realizam tarefas repetitivas, difíceis ou perigosas para trabalhadores humanos. Mesmo os trabalhos que os humanos podem realizar são realizados com maior produtividade e eficiência quando realizados por robôs. Os robôs permitem automação programável e podem realizar todos os tipos de tarefas que não requerem inteligência humana geral. Eles são melhores em fazer tudo o que foram programados para fazer.
Os robôs industriais existem em diversos tamanhos e formatos. Já discutimos a estrutura básica de um robô industrial. A construção básica de todos os robôs industriais permanece a mesma. Apesar disso, diferentes robôs parecem tão diferentes e, ao mesmo tempo, tão semelhantes. Existem muitas maneiras diferentes de montar robôs industriais. O fato é que cada robô é único, pois foi projetado para realizar uma tarefa única em um ambiente de trabalho único. Apesar dos diferentes tamanhos, formas, aparência e tarefas, todos os projetos de robôs industriais podem ser amplamente categorizados nas seguintes classes.
- Robôs cartesianos
- Robôs articulados
- Robôs cilíndricos
- Robôs delta
- Robôs polares
- Robôs SCARA
- Cobôs
Vamos aprender mais sobre todos esses tipos de robôs industriais.
Robôs cartesianos
Os robôs cartesianos são os mais simples de todos os tipos de robôs. Esses robôs realizam movimentos lineares no espaço ao longo dos eixos cartesianos – eixos X, Y e Z. Os movimentos ao longo de três eixos diferentes são ortogonais entre si. O robô possui uma espécie de área de trabalho cúbica. Esses robôs são comumente usados como pick-and-place para embalagem, inspeção e carregamento de materiais. Todas as máquinas CNC e impressoras 3D são essencialmente robôs cartesianos.
Esses robôs são mais populares entre todos os tipos devido à sua simplicidade, alta exatidão, alta precisão, baixo custo e comprimento de curso. Construir e programar estes robôs é mais fácil porque todos os movimentos são lineares ao longo de eixos ortogonais. Devido aos movimentos lineares, o curso pode ser facilmente ajustado a qualquer comprimento e tamanho. Os movimentos lineares podem ser acionados com extrema exatidão e precisão. No entanto, os movimentos lineares limitam a flexibilidade do robô. O robô pode realizar apenas movimentos específicos e pode ser mais difícil ou impossível realizar determinadas tarefas. Devido aos movimentos lineares em dimensões ortogonais, o robô geralmente necessita de mais espaço para operar. Para operações que exigem movimentos rápidos em pontos específicos, o design cartesiano pode ser lento demais para ser contornado.
Robôs articulados
O movimento e a configuração de um robô articulado são semelhantes aos de um braço humano. Os robôs articulados possuem juntas rotativas acionadas por servomotores. As juntas servem como eixos do robô. Pode haver de duas a mais de dez juntas rotativas, cada uma proporcionando liberdade adicional. Esses robôs geralmente operam em quatro a seis eixos. Os links giram e torcem para operar no ambiente de trabalho.
Esses robôs possuem grande velocidade e flexibilidade. O robô pode chegar facilmente a qualquer ponto do espaço de trabalho. É por isso que esses robôs são utilizados em diversas aplicações que envolvem movimentos complexos e tarefas detalhadas. Esses robôs são comumente usados para soldagem, atendimento de máquinas, revestimento, pintura, manuseio de materiais e embalagem. As únicas desvantagens do design articulado são a complexidade e o custo. Devido aos movimentos rotativos, é comparativamente difícil programar estes robôs. A construção também exige mais peças e uma montagem cuidadosa. Devido ao uso de servo motores e outras peças mecânicas que permitem o movimento rotativo, a fabricação desses robôs é cara.
Robôs cilíndricos
Os robôs cilíndricos são projetados para operar em um espaço de trabalho cilíndrico. O robô possui uma junta rotativa na base que pode girar 360 graus. Um braço linear é conectado ao eixo rotativo que pode se mover para cima, para baixo e para frente e para trás. Portanto, existem três eixos de movimento, um circular e dois lineares. Esses robôs são acionados por motores potentes projetados para levantar e transportar pesos pesados. Os robôs cilíndricos ocupam muito espaço no chão, geralmente mais do que o necessário para o espaço de trabalho. Ao contrário dos robôs articulados ou cartesianos, estes robôs não oferecem quaisquer vantagens únicas, exceto uma elevada capacidade de carga. É por isso que os robôs cilíndricos são menos comuns. Esses robôs ainda são usados para soldagem a arco, pintura, revestimento e manuseio de materiais em muitos lugares.
Robôs delta
Os robôs Delta também são chamados de robôs paralelos. Esses robôs possuem três braços conectados a uma base comum montada na parte superior do robô. Cada braço tem forma de paralelogramo e é colocado no vértice de um triângulo equilátero na base. Os robôs delta possuem um espaço de trabalho semiesférico. Os motores são colocados na base do robô, que suporta a maior parte do peso do robô. Os três braços do paralelogramo são leves e podem ser movidos rapidamente pelo espaço de trabalho. Esses robôs são projetados para trabalhar com pequenas cargas. Principalmente esses robôs são usados para soldagem ou embalagem de materiais. Devido a um design triangular com braços leves, o robô pode mover-se e operar rapidamente dentro do espaço de trabalho, permitindo empacotamento rápido ou soldagem rápida.
Robôs polares
Os robôs polares são baseados no sistema de coordenadas polares. O robô possui duas juntas rotativas e uma junta linear. As juntas rotativas são usadas para mover o braço do robô em torno de uma esfera. A junta linear estende o braço para aumentar o seu espaço de trabalho. Esses robôs são bons para levantar cargas pesadas. No entanto, estes têm designs e programação complexos. Devido ao movimento rotativo de dois eixos, fabricar este robô é caro. Além disso, os robôs polares ocupam muito espaço no chão, mais do que o espaço de trabalho necessário. Com estas desvantagens, os robôs polares oferecem apenas algumas vantagens em comparação com os robôs cartesianos. É por isso que, na maioria das aplicações, os robôs articulados substituíram os robôs polares. Os robôs articulados têm complexidade semelhante em design e alto custo, mas oferecem mais flexibilidade e requerem menos espaço.
Robôs SCARA
SCARA significa Braço Robô de Montagem de Conformidade Seletiva ou Braço Robô Articulado de Conformidade Seletiva. Estes são robôs articulados especiais projetados para ter mais flexibilidade em torno dos eixos X e Y e ao mesmo tempo ter transições rígidas em torno do eixo Z. Esses robôs podem ser projetados para lidar com cargas leves a moderadamente pesadas. O design é otimizado para repetibilidade de alta posição. Comparado a outros robôs articulados, o SCARA requer menos espaço no chão e pode ser facilmente montado. Os robôs SCARA são usados para tarefas rápidas de coleta e posicionamento e manuseio de materiais. Esses robôs são geralmente vistos como uma alternativa rápida aos robôs cartesianos.
Cobôs
Os cobots também são chamados de robôs colaborativos. Esses robôs são projetados para operar e compartilhar seu espaço de trabalho com trabalhadores humanos. Eles são empregados no manuseio de materiais, inspeção de qualidade, aparafusamento, paletização, vedação, atendimento de máquinas, polimento, etc. Esses robôs grandes e complexos são projetados para ter mobilidade flexível e adaptativa para trabalhar em um espaço compartilhado. Como estes robôs têm um espaço de trabalho partilhado com humanos, a segurança é a primeira coisa considerada mais importante na sua concepção. O trabalho conjunto com humanos requer o uso de muitos sensores no robô e a interpretação do comportamento humano pelo programa. Muitas vezes, a fabricação e o comissionamento desses robôs exigem diversas licenças e garantias de segurança. Devido ao co-working, o design e a operação têm muitas restrições. Normalmente, o robô é explicitamente feito para operar em velocidades mais baixas para garantir a segurança humana.
Conclusão
Cartesiano, Articulado, SCARA, Polar, Delta, Cilíndrico e Colaborativo são as amplas categorias de robôs industriais. Estes são os tipos de robôs mais comuns. Pode haver diferenças nos projetos do robô com vários elos e juntas, tipo de junta, tamanho e formato do robô. Apesar dessas diferenças, a maioria dos robôs industriais certamente se enquadra em uma dessas classes.
