Muitos produtos que você usa diariamente são compostos por componentes menores. Esses produtos precisam ser montados para funcionar. Tradicionalmente, esse processo exigia mão de obra humana. Os avanços na tecnologia robótica tornam os robôs de montagem uma opção para fabricantes que buscam otimizar suas linhas de produção.

Um desafio para os fabricantes que estão começando a automatizar é entender quando faz sentido automatizar. Além disso, os fabricantes geralmente podem se beneficiar de um enorme retorno sobre o investimento em robótica. Neste artigo, você aprenderá quando faz sentido automatizar seu processo de montagem, onde seus retornos podem ser obtidos e como começar.

Neste artigo:

• Quais setores industriais utilizam robôs de montagem?
• Quando automatizar o processo de montagem
• Como escolher o robô de montagem ideal para sua linha de produtos?
• Considerações sobre custos

Quais setores industriais utilizam robôs de montagem?

Produtos montados estão presentes em uma ampla gama de indústrias. Devido a esse fato, robôs de montagem são utilizados em muitos setores diferentes. Esses robôs podem lidar com a montagem de pequenos componentes de placas de circuito impresso e chassis de veículos pesados. Aqui estão alguns exemplos de indústrias que utilizam robôs de montagem atualmente:

• Automotivo
• Médico
• Eletrônica
• Empresa de metais
• Empresa de Plásticos
• Empresa de Alimentos e Bebidas

Esses são apenas alguns exemplos. Qualquer fabricante que monte componentes poderia potencialmente usar essa tecnologia. Mas o que se pode ganhar com a montagem automatizada?

Vantagens da automatização do processo de montagem

As empresas costumam optar por automatizar o processo de montagem por alguns motivos:

• Aumento da produtividade
• Segurança e Ergonomia
• Repetibilidade aumentada

Quando automatizar o processo de montagem

Para empresas que estão começando o processo de automação, a questão de quando automatizar pode ser um desafio. Projetos de investimento sempre envolvem riscos. Entender quando é o momento certo para automatizar pode ajudar a se sentir mais seguro ao assumir um projeto de robótica. As empresas tendem a adotar a automação de linha de montagem nos seguintes cenários:

• Eles exigem maior capacidade de produção.
• A tarefa é perigosa ou pode causar ferimentos.
• Eles precisam reduzir os custos indiretos.
• Eles estão enfrentando problemas de qualidade de produção inconsistente.

Capacidade de processamento

Os robôs frequentemente superam com facilidade o trabalho humano. As tarefas de montagem não são exceção a essa regra. Os fabricantes que montam produtos geralmente têm metas de produção elevadas a cumprir. Os robôs de montagem são uma forma de alcançar um volume de produção maior. Os fabricantes costumam enfrentar problemas de gargalo. Isso ocorre quando uma parte específica de um processo reduz a produtividade geral de todo o processo. Um exemplo disso pode ser encontrado em uma fábrica de engarrafamento. Em uma linha específica, uma garrafa precisa ser enchida, tampada e rotulada. Digamos que o processo de fechamento seja manual e atualmente produza apenas 45 peças por minuto (PPM). O restante da linha, no entanto, poderia potencialmente atingir 120 PPM. Automatizar o processo de fechamento permite liberar esse potencial extra da linha. Isso leva a um aumento da receita para sua fábrica.

Segurança

Uma das razões pelas quais as empresas automatizam as tarefas de montagem é o risco de lesões. Isso é especialmente verdadeiro quando os componentes são muito grandes ou muito pequenos. Componentes pesados ​​representam riscos óbvios à segurança. Os operadores podem se machucar ao manusear peças grandes. Peças pequenas também representam uma preocupação. A montagem de placas de circuito impresso (PCBs) é um bom exemplo dos riscos de segurança associados a peças pequenas. Lesões ergonômicas comuns incluem:

• Fadiga ocular
• distensão muscular
• Inalação de fumaça
• Impactos

Os robôs de montagem eliminam o risco de lesões para o operador durante essas tarefas. É possível economizar dinheiro evitando o tempo de inatividade, os custos médicos e as multas associados a acidentes de trabalho.

Redução de custos

As linhas de montagem têm muitos custos associados. O principal custo é o da mão de obra. Dependendo do país, esse valor pode variar, mas é sempre um fator importante no custo dos produtos. Há também custos com matéria-prima, além de alguns custos ocultos. Esses fatores ocultos incluem custos de treinamento, redução da produção devido ao tempo ocioso e, em alguns casos, custos com assistência médica. Linhas de montagem totalmente automatizadas eliminam os custos com mão de obra e os custos ocultos, pois os robôs não precisam de salários nem benefícios. Isso resulta em uma linha de produção mais enxuta e eficiente. Muitos fabricantes realocam esse capital humano para tarefas mais difíceis de automatizar, onde as pessoas podem ser mais produtivas.

Um robô tem um alto custo inicial e alguns custos de manutenção ao longo de sua vida útil. Mas, em cenários ideais, projetos de robótica podem atingir o retorno sobre o investimento (ROI) em 12 a 18 meses. Isso é especialmente verdadeiro em projetos de automação padronizados que possuem soluções robóticas comprovadas. Projetos de automação experimentais ou complexos correm o risco de não atingir essas metas de ROI. É importante discutir essas preocupações com seu integrador para entender os riscos envolvidos.

Qualidade de produção consistente

Os sistemas automatizados são mais repetíveis em seus movimentos do que os humanos. Eles conseguem atingir um nível de desempenho tão elevado devido à sua programação. Os robôs são projetados para seguir um conjunto de instruções. Quando as tarefas são previsíveis e repetitivas, os robôs podem se destacar. Essa característica permite que eles produzam produtos mais consistentes. Isso significa menos falhas e menos produtos reprovados nos controles de qualidade.

Como escolher o robô de montagem ideal para sua linha de produtos?

Diferentes tarefas de montagem têm necessidades diferentes. Esses requisitos geralmente determinam qual robô será selecionado. Felizmente, todos os tipos de robôs são capazes de realizar montagens. No entanto, nem todas as tarefas de montagem podem ser executadas por todos os robôs. Os principais fatores que determinam qual robô deve ser usado incluem:

• Complexidade de montagem
• Carga útil e alcance
• Velocidade

Montagens complexas que exigem flexibilidade são ótimas opções para robôs de seis eixos. Isso se deve à sua excepcional amplitude de movimento e capacidade de alcançar ângulos difíceis. Robôs colaborativos são um exemplo de robô de seis eixos que pode ser implantado próximo a pessoas.

Aplicações que exigem alta capacidade de carga e/ou grande alcance costumam ser desafiadoras para a maioria dos tipos de robôs. Variantes como o Delta e o SCARA são geralmente robôs menores e menos potentes, sendo mais adequados para aplicações de menor porte. Compreender a capacidade de carga e o alcance necessários para concluir a tarefa é fundamental. Erros nessa etapa podem ser custosos.

A velocidade necessária para concluir sua tarefa é outro fator importante. Todos os robôs têm a capacidade de serem rápidos. Alguns tipos de robôs certamente estão no topo da categoria de velocidade. Um robô delta é um exemplo perfeito disso. Devido à sua construção, eles podem atingir as maiores velocidades. Eles também são extremamente responsivos a mudanças de direção. São ótimos para aplicações de baixa carga e alta velocidade. Uma má escolha para uma aplicação que exige muita velocidade seria um robô colaborativo (cobot). Eles geralmente têm a velocidade limitada por motivos de segurança.

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Considerações sobre custos

Por fim, você precisa decidir se o preço é adequado. Os custos dos sistemas de robôs de montagem podem variar bastante, de US$ 10.000 a bem mais de US$ 100.000. Os principais fatores incluem:

• Complexidade do projeto
• Tipo, marca e tamanho do robô
• Requisitos de segurança

Projetos mais complexos são sempre mais caros. Eles podem exigir múltiplos robôs, sistemas de visão ou integração com equipamentos existentes. Isso significa mais hardware e mão de obra para integrar o sistema. Os custos variam de marca para marca e ainda mais de um tipo de robô para outro. Além disso, os custos aumentam conforme o tamanho do robô. Grandes tarefas de montagem exigem equipamentos maiores e mais caros. Equipamentos de segurança adicionais são frequentemente esquecidos na estimativa de custos. Robôs podem ser perigosos para humanos. Equipamentos de segurança devem ser usados ​​para proteger os operadores desses riscos. Os custos de segurança incluem itens como:

• Gaiolas de segurança
• Cortinas de luz
• Scanners de segurança
• Relés de segurança e intertravamentos
• PLCs de segurança dedicados