O robô colaborativo móvel e suas vantagens sobre os robôs industriais tradicionais

Indústria 4.0 na vanguarda: Robôs colaborativos móveis em uso

Os cobots móveis (robôs colaborativos) combinam a autonomia de plataformas móveis com a precisão e versatilidade de braços robóticos para lidar com tarefas complexas em ambientes de produção flexíveis. Esses sistemas inovadores estão transformando a automação industrial, possibilitando uma interação perfeita entre humanos e máquinas. Seja no manuseio de materiais, na operação de máquinas ou no controle de qualidade, os cobots móveis oferecem soluções para inúmeros desafios na manufatura moderna.

Principais funções dos robôs colaborativos móveis modernos

Os modernos robôs colaborativos móveis apresentam uma variedade de tecnologias inovadoras que os tornam ferramentas poderosas na indústria:

• Navegação autônoma utilizando sensores 2D/3D (por exemplo, scanners a laser de segurança, câmeras) para detecção de obstáculos e planejamento de rotas.
• Braços robóticos colaborativos com capacidade de carga de até 10 kg, equipados com modernos sistemas de preensão e sensores.
• Fácil integração em sistemas de TI existentes, como sistemas ERP e MES, através de interfaces sem fio.
• Funcionamento 24 horas por dia, 7 dias por semana, através de estações de carregamento automáticas e carregamento por indução.

Escopo:

• Logística de materiais
• Suporte à produção
• Garantia de qualidade

Exemplos:

• Transporte de peças entre estações, paletização
• Carregamento e montagem da máquina
• Inspeção de veículos, inspeção visual

Indústrias:

• Automotivo, Farmacêutico
• Eletrônica, metal
• Automotivo, Aviação

Modelos e fabricantes líderes de mercado

Algumas das principais robôs colaborativos móveis e suas respectivas características são:

• Omron Moma: Uma combinação da plataforma móvel LD e do braço robótico TM, otimizada para tarefas de coleta e posicionamento nas indústrias eletrônica e farmacêutica.
• KMR iisy da KUKA: um robô móvel autônomo (AMR) capaz de colaboração humano-robô (HRC), equipado com câmeras 3D e lasers de segurança para a produção automatizada de veículos.
• Série de robôs colaborativos Rebel da Igus: uma solução econômica (a partir de € 10.000) para pequenas e médias empresas com navegação baseada em SLAM.

Adequado para:

• Robôs colaborativos em ascensão: as mentes brilhantes por trás da tecnologia

Vantagens em relação aos sistemas estacionários

• Redução do tempo de inatividade: Ao adaptar-se rapidamente a novos layouts de produção, o tempo de inatividade pode ser reduzido em até 70%.
• Maior eficiência do espaço: Os conceitos de espaço de trabalho compartilhado otimizam o uso do espaço disponível em até 30%.
• Segurança e conformidade: Em conformidade com a norma ISO/TS 15066 para colaboração segura entre humanos e robôs.

Com o processamento de imagens assistido por IA, os modernos robôs colaborativos móveis agora também conseguem lidar com tarefas visualmente complexas, como inspeção de superfícies ou manuseio de peças não classificadas. Esse avanço os torna elementos centrais da Indústria 4.0 e das fábricas inteligentes.

Principais vantagens dos cobots móveis

1. Segurança e colaboração direta entre humanos e robôs

• Trabalhando sem cerca de segurança: Graças a sensores de segurança modernos, como limitadores de força e câmeras 3D, os robôs colaborativos móveis param automaticamente ao entrar em contato com pessoas.
• Trabalho em equipe físico: os cobots podem interagir com humanos, segurar peças juntas ou entregar componentes.

2. Flexibilidade e mobilidade

• Navegação autônoma: a tecnologia SLAM permite orientação e movimentação precisas entre estações de trabalho.
• Implementação facilitada em novos locais: os cobots móveis podem ser adaptados de forma flexível a novas tarefas e linhas de produção.
• Integração plug-and-play: Conexão a sistemas de TI existentes sem a necessidade de cabeamento complexo.

3. Eficiência de custos e rápido retorno do investimento

• Custos de aquisição mais baixos: Disponível a partir de cerca de 10.000 €.
• Amortização rápida: retorno do investimento geralmente entre 5 e 18 meses.
• Modelos de leasing (Robôs como Serviço): Reduzem o investimento inicial e facilitam o acesso à robótica moderna.

4. Otimização de espaço

• 30% menos espaço necessário devido à eliminação das cercas de segurança.
• Ele pode ser usado em espaços confinados onde robôs industriais tradicionais não podem ser utilizados.

Vantagens estratégicas para a produção

• Redução do tempo de inatividade através do carregamento automático durante períodos de inatividade.
• Aumento da utilização do espaço através de sistemas flexíveis e móveis.
• Resiliência contra a escassez de pessoal: Aliviar a carga de trabalho de funcionários qualificados, assumindo tarefas monótonas.

Limitações da tecnologia

Apesar de suas vantagens, os robôs colaborativos móveis também apresentam limitações:

• Aplicações de alta velocidade, como soldagem a 10 m/s, continuam sendo domínio dos robôs industriais tradicionais.
• Cargas pesadas acima de 100 kg não são viáveis ​​para robôs colaborativos.
• A produção em massa com altíssimo rendimento ainda exige robôs industriais clássicos.

A combinação de mobilidade, segurança e rápida amortização torna os cobots móveis um componente essencial para a transformação digital na indústria. Eles oferecem vantagens significativas, principalmente em setores com alta variedade de produtos, como tecnologia médica e fabricação de eletrônicos. Com o desenvolvimento contínuo de IA, sensores e sistemas de controle baseados em nuvem, os cobots móveis se tornarão ainda mais poderosos e versáteis no futuro.

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Robôs colaborativos móveis: uma revolução na produção moderna

O mundo da automação industrial está passando por uma profunda transformação, impulsionada pelo desenvolvimento e integração de robôs colaborativos móveis, também conhecidos como cobots móveis. Esses sistemas sofisticados, que combinam a flexibilidade de plataformas móveis autônomas com a precisão e versatilidade de braços robóticos, estão inaugurando uma nova era de colaboração entre humanos e robôs e abrindo oportunidades sem precedentes para o desenvolvimento de processos de produção eficientes e flexíveis. Diferentemente dos robôs industriais tradicionais, que geralmente operam em ambientes de trabalho rígidos e isolados, os cobots móveis são projetados para trabalhar de forma dinâmica e segura, próximos a humanos. Essa capacidade de adaptação a tarefas e ambientes em constante mudança os torna uma ferramenta indispensável para empresas que buscam aumentar sua competitividade em uma economia global cada vez mais acelerada e exigente.

A interação entre mobilidade e colaboração

A principal inovação dos cobots móveis reside na sua capacidade de combinar dois elementos-chave da automação moderna: mobilidade e colaboração. Enquanto os robôs tradicionais são limitados pela sua instalação fixa e pela necessidade de barreiras de segurança, os cobots móveis oferecem níveis de flexibilidade totalmente novos. Eles podem se mover autonomamente dentro do ambiente de produção, executar tarefas em diferentes estações de trabalho e se adaptar às mudanças nas necessidades de produção. Isso é possível graças a sofisticados sistemas de navegação capazes de perceber o ambiente ao redor e evitar obstáculos. Ao mesmo tempo, os cobots móveis são equipados com sensores e mecanismos de segurança que lhes permitem trabalhar com segurança ao lado de funcionários humanos. Ao combinar esses dois aspectos, os cobots móveis possibilitam um método de produção mais eficiente e flexível que atende às necessidades da indústria moderna.

Fundamentos tecnológicos de robôs colaborativos móveis

O desempenho dos robôs colaborativos móveis baseia-se em uma gama de tecnologias avançadas que se integram perfeitamente:

Navegação autônoma

Os robôs colaborativos móveis utilizam uma combinação de sensores 2D e 3D, como scanners a laser, câmeras e sensores ultrassônicos, para mapear o ambiente e detectar obstáculos. Usando a tecnologia SLAM (Localização e Mapeamento Simultâneos), eles conseguem se autolocalizar e planejar rotas eficientes sem a necessidade de controle externo constante. A capacidade de se adaptar às mudanças no ambiente em tempo real é crucial para a flexibilidade desses sistemas.

braços robóticos colaborativos

Os braços robóticos montados em plataformas móveis são projetados especificamente para colaboração com humanos. Eles possuem sensores integrados de força e torque que permitem reagir a contatos inesperados com pessoas e interromper imediatamente seus movimentos. A capacidade de carga desses braços pode variar dependendo do modelo e do fabricante, mas normalmente fica entre 5 e 15 kg, tornando-os ideais para diversas tarefas, como montagem, movimentação de materiais e controle de qualidade.

Sistemas de preensão integrados

Os sistemas de preensão dos robôs colaborativos também são projetados para o manuseio flexível de diversos objetos. Eles podem ser equipados com diferentes garras, ventosas ou ferramentas especiais para executar uma variedade de tarefas. Muitos sistemas contam com trocas rápidas de ferramentas, o que aumenta ainda mais sua adaptabilidade a diferentes processos de produção.

Integração plug-and-play

Os robôs colaborativos móveis são geralmente projetados para se integrarem perfeitamente aos sistemas de TI existentes, como ERP (Planejamento de Recursos Empresariais) e MES (Sistema de Execução de Manufatura). Isso permite uma fácil integração à infraestrutura de produção existente sem a necessidade de cabeamento ou programação complexos. Interfaces sem fio, como WLAN ou Bluetooth, possibilitam comunicação e transferência de dados simplificadas.

Capacidade operacional 24 horas por dia, 7 dias por semana

Muitos robôs colaborativos móveis são equipados com estações de carregamento automáticas ou sistemas de carregamento indutivo que lhes permitem recarregar as baterias de forma independente, sem intervenção humana. Isso possibilita a operação contínua 24 horas por dia, 7 dias por semana, contribuindo assim para maximizar a eficiência da produção.

Áreas de aplicação: Diversidade e flexibilidade

Os robôs colaborativos móveis são utilizados em uma ampla variedade de indústrias e aplicações, incluindo:

Logística de materiais

Eles podem transportar materiais e componentes entre diferentes estações de trabalho, realizar tarefas de separação de pedidos e até mesmo carregar paletes. Na indústria automotiva, por exemplo, transportam peças de um armazém para a linha de montagem ou de um centro de usinagem para outro. No setor farmacêutico, são utilizados para movimentar materiais sensíveis e medicamentos.

Suporte à produção

Os robôs colaborativos móveis podem ser usados ​​em montagem, processamento e controle de qualidade. Na indústria eletrônica, eles carregam componentes em máquinas, realizam trabalhos de montagem e verificam a qualidade do produto. Na metalurgia, auxiliam na usinagem de peças e no manuseio de materiais pesados.

Garantia de qualidade

Os robôs colaborativos móveis podem ser equipados com câmeras e sensores para realizar inspeções visuais e controle de qualidade. Na indústria automotiva, por exemplo, eles verificam se há defeitos ou erros de medição em peças da carroceria. Na aviação, inspecionam as superfícies de componentes de aeronaves em busca de danos e realizam medições precisas.

Principais modelos e fabricantes: Uma seleção

A seleção de robôs colaborativos móveis no mercado é diversificada e está em constante crescimento. Alguns dos modelos e fabricantes mais conhecidos são:

Omron Moma

O modelo da Omron combina uma plataforma LD móvel com um braço robótico TM e é frequentemente utilizado nas indústrias farmacêutica e eletrônica para tarefas de coleta e posicionamento. A integração do processamento inteligente de imagens permite que o Moma execute até mesmo tarefas complexas com alta precisão.

KMR iisy da KUKA

A KUKA oferece o KMR iisy, um robô móvel e colaborativo equipado com câmeras e scanners 3D, utilizado na produção automotiva para tarefas como montagem automatizada. O KMR iisy se destaca pela sua alta flexibilidade e segurança ao trabalhar ao lado de humanos.

Série Rebel Cobot da Igus

Com a sua série de robôs colaborativos Rebel, a Igus oferece uma solução econômica para pequenas e médias empresas (PMEs). Os robôs colaborativos são baseados na tecnologia SLAM e permitem fácil integração em ambientes de produção existentes. A Igus prioriza a acessibilidade e a facilidade de uso de seus robôs colaborativos.

Adequado para:

• Da visão à realidade: Humanos e robôs trabalhando juntos – Por que os robôs colaborativos estão moldando o futuro da automação e da manufatura

Vantagens em relação aos sistemas tradicionais: Uma mudança de paradigma

As vantagens dos robôs colaborativos móveis em relação aos robôs industriais tradicionais são inúmeras e levaram a uma mudança de paradigma na automação industrial:

Tempo de inatividade reduzido

A capacidade de fazer alterações de layout de forma rápida e fácil pode reduzir o tempo de inatividade durante as mudanças de produção em até 70%. A flexibilidade dos robôs colaborativos móveis permite que as empresas reajam rapidamente às novas condições de mercado ou às mudanças nas demandas dos clientes.

Maior eficiência espacial

Graças à possibilidade de compartilhamento de espaços de trabalho, é possível economizar até 30% da área útil em instalações de produção. A eliminação de cercas de segurança e o design compacto dos robôs colaborativos contribuem para o aproveitamento ideal do espaço disponível.

Segurança aprimorada no local de trabalho

A conformidade com a norma ISO/TS 15066 para colaboração humano-robô garante um ambiente de trabalho seguro. Graças aos recursos de segurança integrados e à capacidade de reagir ao contato, os robôs colaborativos móveis minimizam o risco de lesões e permitem a colaboração direta com colegas humanos.

Principais benefícios em detalhe: Uma análise dos aspectos mais importantes

Segurança e colaboração direta entre humanos e robôs

Os robôs colaborativos móveis podem operar sem a necessidade de barreiras de segurança, pois são equipados com sensores de segurança sofisticados. Esses sensores, incluindo sistemas de limitação de força e câmeras 3D, permitem que os robôs interrompam seus movimentos imediatamente ao detectar uma colisão com uma pessoa. Essa capacidade de interação segura permite que humanos e máquinas trabalhem em estreita colaboração, por exemplo, no manuseio de peças ou na transferência de componentes. Isso cria uma simbiose harmoniosa na qual os pontos fortes tanto de humanos quanto de robôs podem ser utilizados de forma otimizada.

Flexibilidade e mobilidade

Os robôs colaborativos móveis navegam autonomamente entre diferentes estações de trabalho usando a tecnologia SLAM para mapear o ambiente e determinar sua posição. Isso permite que sejam implantados de forma rápida e fácil em diferentes locais, o que é particularmente vantajoso durante picos sazonais de produção ou mudanças nas necessidades de produção. A integração plug-and-play com os sistemas de TI existentes simplifica o comissionamento e reduz o esforço de configuração.

Eficiência de custos e retorno do investimento

Os custos de aquisição de cobots móveis são geralmente menores em comparação com os robôs industriais tradicionais, e o retorno sobre o investimento (ROI) pode ser alcançado em 5 a 18 meses. Além disso, muitos fabricantes oferecem modelos de leasing (Robôs como Serviço) que permitem às empresas alugar cobots em vez de comprá-los, reduzindo assim o investimento inicial. Graças à sua implantação flexível e capacidade de executar diversas tarefas, os cobots móveis ajudam a reduzir os custos operacionais e aumentar a produtividade.

Otimização de espaço

Os robôs colaborativos móveis requerem significativamente menos espaço do que os robôs convencionais, pois não necessitam de cercas de segurança e possuem um design compacto. Isso é particularmente vantajoso em ambientes de produção confinados. Eles podem ser implantados em locais onde o uso de robôs tradicionais seria inviável devido a restrições de espaço. Isso permite que as empresas otimizem suas áreas de produção existentes e criem fluxos de trabalho mais eficientes.

Comparação com robôs industriais tradicionais: uma visão matizada

Embora os robôs colaborativos móveis ofereçam vantagens claras em termos de flexibilidade e segurança, os robôs industriais tradicionais ainda têm seu lugar em áreas que exigem altas velocidades e cargas pesadas. Por exemplo, robôs tradicionais ainda são usados ​​para soldagem a velocidades de até 10 m/s ou para movimentar cargas superiores a 100 kg. Isso significa que a escolha do robô certo depende dos requisitos e circunstâncias específicos de cada aplicação.

Vantagens estratégicas para a produção: Moldando o futuro

As vantagens estratégicas da utilização de robôs colaborativos móveis na produção são múltiplas:

Tempo de inatividade reduzido

O carregamento automático durante períodos de inatividade permite a operação contínua 24 horas por dia, 7 dias por semana, e garante a utilização máxima da capacidade produtiva. Dessa forma, os robôs colaborativos móveis podem ser utilizados em diversos turnos, sem que as pausas ou horários de trabalho dos funcionários limitem a produtividade.

Maior aproveitamento do espaço

A criação de conceitos de espaço de trabalho compartilhado com células de trabalho colaborativas pode otimizar o uso do espaço em instalações de produção. Funcionários humanos e robôs podem compartilhar as mesmas áreas de trabalho e, assim, trabalhar juntos com mais eficiência.

Resiliência em situações de escassez de pessoal

A execução de tarefas monótonas e repetitivas por robôs colaborativos móveis, como o manuseio de materiais, libera os trabalhadores qualificados, permitindo que se concentrem em tarefas mais complexas e exigentes. Isso ajuda as empresas a enfrentar os desafios da escassez de mão de obra qualificada, garantindo simultaneamente a produtividade e a qualidade de seus produtos.

Limitações da tecnologia: expectativas realistas

Embora os robôs colaborativos móveis ofereçam muitas vantagens, é importante considerar suas limitações. Apesar de se destacarem em flexibilidade e segurança, eles não conseguem igualar a velocidade e a capacidade de carga dos robôs industriais tradicionais. Isso significa que são inadequados para certas aplicações, principalmente aquelas que exigem produção em massa de alto rendimento. Nessas áreas, os robôs tradicionais continuam indispensáveis ​​devido ao seu desempenho e especialização em tarefas específicas.

Robôs colaborativos móveis como tecnologia chave para a Indústria 4.0

A combinação de mobilidade, segurança, flexibilidade e rápida amortização torna os cobots móveis uma tecnologia fundamental para a Indústria 4.0. Eles são particularmente atraentes para indústrias com alta variedade de produtos e processos produtivos dinâmicos, como a tecnologia médica ou a fabricação de eletrônicos. Sua capacidade de adaptação às mudanças de requisitos permite que as empresas se tornem mais eficientes, flexíveis e competitivas. Os cobots móveis não representam apenas uma inovação tecnológica, mas também transformam a maneira como humanos e robôs colaboram na produção. Eles estão pavimentando o caminho para uma nova era de automação inteligente e terão um impacto cada vez mais significativo na configuração da indústria global nos próximos anos. A fábrica do futuro será, portanto, caracterizada pela colaboração entre humanos e robôs móveis para garantir uma produção eficiente, dinâmica e resiliente.

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