Os robôs industriais estão por toda parte; eles produzem os bens que consumimos e os veículos que dirigimos. Para muitos, essas tecnologias são vistas como simplistas. Afinal, embora sejam excepcionalmente capazes de produzir produtos rapidamente e com alta qualidade, operam dentro de uma gama limitada de movimentos. Então, o que realmente envolve a programação de um robô industrial?

A verdade é que, embora a robótica industrial certamente varie em seus níveis de complexidade, mesmo a aplicação mais simples de um robô industrial está longe de ser uma funcionalidade "plug and play". Em outras palavras, um braço robótico que requer movimento limitado nos eixos X, Y e Z para executar sua tarefa diariamente exige mais do que apenas algumas linhas de código. À medida que a robótica industrial se torna cada vez mais avançada e as fábricas tradicionais são modernizadas para se tornarem fábricas inteligentes, a quantidade de trabalho e conhecimento especializado necessários para treinar esses fabricantes artificiais aumentará proporcionalmente. Vejamos algumas das maneiras pelas quais o robô moderno é programado.

Ensinar o dispositivo

O termo "robô" pode evocar muitas imagens diferentes. Embora o público em geral possa associar um robô a algo que viu em um filme ou na televisão, na maioria das indústrias, um robô consiste em um braço robótico programado para executar uma tarefa de complexidade variável com um nível de qualidade aceitável.

Por vezes, é possível identificar oportunidades de melhoria durante a produção, sendo necessário realizar pequenas variações nos movimentos do robô. Interromper a produção para reprogramar o equipamento seria uma tarefa dispendiosa e impraticável; o senso comum sugere que cada variação desses movimentos precisa ser meticulosamente programada em um computador, linha por linha; mas isso não poderia estar mais longe da verdade.

Um dispositivo de ensino, também conhecido como painel de controle ou pistola de ensino, é um dispositivo portátil robusto e industrializado que permite ao operador controlar o robô em tempo real, inserir comandos lógicos e registrar as informações no computador do robô.

Robôs industriais tendem a operar em velocidades que desafiam a visão humana, mas um operador usando um painel de programação pode reduzir a velocidade do equipamento para que possa planejar os movimentos do robô e adequá-los à mudança de procedimento. Esse processo pode parecer fácil para quem já usou um controle de videogame, mas envolve muito mais do que simplesmente saber como inserir comandos. O operador, por exemplo, precisa ser capaz de visualizar o caminho mais eficiente que o robô percorrerá, para que os movimentos sejam estritamente limitados aos necessários. Movimentos desnecessários ou aumentos de tempo, por menores que pareçam, podem ter um efeito cascata na capacidade de produção de uma linha de montagem. Ao longo do tempo, um caminho ineficiente planejado para um robô pode resultar em perdas financeiras significativas para o fabricante.

É claro que a velocidade de cada movimento também precisa ser considerada para que o robô possa executar movimentos articulares com a maior frequência possível. Esses movimentos são mais eficientes do ponto de vista da movimentação, desde que o programador tenha a experiência necessária para implementá-los. De fato, esse tipo de programação pode parecer simples para quem observa o processo de fora, mas, na realidade, pode levar anos para dominá-lo. Os painéis de programação (teach pendants) existem há anos e continuam sendo um elemento fundamental no mundo da programação robótica.

Simulações offline

Um dos maiores riscos da programação de um robô industrial no chão de fábrica é o tempo de inatividade resultante. O programador precisa interagir com a máquina, fazer alterações no código e testar o movimento do equipamento no contexto da produção antes que as operações possam ser retomadas. Felizmente, softwares de simulação offline podem ser usados ​​para aproximar quaisquer alterações de código que o operador pretenda incorporar, permitindo a correção de erros antes que a atualização da programação entre em vigor, tudo isso sem interromper as operações. Não há desvantagens financeiras em executar simulações offline e nenhum perigo para o operador, já que as simulações podem ser executadas em um computador localizado fora do chão de fábrica.

Existem muitos tipos diferentes de programas que oferecem recursos de simulação offline, mas o princípio é o mesmo: criar um ambiente virtual representativo do processo de fabricação e programar os movimentos usando um modelo 3D sofisticado.

É importante ressaltar que nenhum programa é indiscutivelmente melhor que os outros, mas um pode ser preferível dependendo da complexidade da aplicação. O atrativo desse tipo de programação é que ele permite ao programador não apenas programar os movimentos do robô, mas também implementar e visualizar os resultados da funcionalidade de detecção de colisões e quase colisões, além de registrar os tempos de ciclo.

Como o programa é criado independentemente do dispositivo em um computador externo (e não manualmente, como no caso do aprendizado por meio de painéis de controle), ele permite que os fabricantes aproveitem a produção de pequenos lotes, automatizando rapidamente um processo sem interromper as operações normais.

Embora o ensino da programação de controles remotos ofereça uma abordagem bastante detalhada para ajustes robóticos no chão de fábrica, há, sem dúvida, uma vantagem maior em poder executar atualizações de programação em um ambiente de teste antes de atualizar o código no equipamento físico.

Programação por Demonstração

Este método é, em grande parte, semelhante ao processo de programação por demonstração. Por exemplo, assim como com a demonstração, o operador tem a capacidade de "mostrar" ao robô, com um alto grau de precisão, uma série de novos movimentos e armazenar essas informações no computador do robô. Existem, no entanto, algumas vantagens que criam pontos de diferenciação entre os dois. Por exemplo, a demonstração é um dispositivo portátil sofisticado que contém muitos controles e funcionalidades diferentes. A programação por demonstração geralmente exige que o operador navegue pelo braço robótico com um joystick (em vez de um teclado). Isso torna o processo de programação muito mais simples e rápido – duas coisas que se traduzem em menos tempo de inatividade.

Esse tipo de programação robótica também exige menos tempo para que um operador se torne proficiente, visto que a tarefa em si é programada de maneira muito semelhante à forma como um operador humano a executaria.

O Futuro da Programação Robótica

Todos esses métodos de programação têm seu lugar no mundo da robótica industrial, mas nenhum deles é perfeito. À sua maneira, o desenvolvimento e a implementação de cada um podem dificultar a produção e aumentar os custos para o fabricante. Será necessário tempo para ensinar o robô a executar a tarefa. Em muitos casos, a habilidade do operador ou técnico pode variar bastante esse tempo de uma aplicação para outra.

Imagine, no entanto, se um robô industrial precisasse apenas "ver" uma tarefa sendo concluída para executá-la perfeitamente repetidas vezes. O custo e o tempo associados à programação de robôs industriais diminuiriam drasticamente.

Se parece bom demais para ser verdade, talvez seja interessante observar mais de perto a indústria da robótica; esse tipo de treinamento de robôs já está nos planos de projetistas de robôs industriais. A teoria por trás da tecnologia é sólida: um operador demonstra ao robô como executar uma tarefa específica e permite que o robô analise essa informação para determinar a sequência de movimentos mais eficiente necessária para replicar a tarefa. À medida que o robô aprende a tarefa, ele tem a oportunidade de descobrir novas maneiras de aprimorar a execução da mesma.

Programação de robôs mais complexos

Com a crescente transição das fábricas para fábricas inteligentes e a instalação de mais equipamentos autônomos, as tarefas atribuídas aos robôs se tornarão mais complexas. Dito isso, os métodos que utilizamos atualmente para programar esses robôs precisarão evoluir. Embora as práticas de programação contemporâneas sejam admiráveis, não há dúvidas de que a inteligência artificial desempenhará um papel fundamental na forma como os robôs aprendem.