Disponíveis em uma variedade de capacidades de desempenho e preços, os robôs estão se tornando onipresentes em todos os tipos de operações de produção industrial. Compreender as capacidades de cada tipo de robô é fundamental para fazer a melhor escolha para o seu negócio.

Durante meio século, a imagem do grande robô articulado de seis eixos soldando carrocerias de carros e caminhões ficou gravada no imaginário popular. Robôs são usados ​​em setores tão diversos quanto saúde, alimentos e bebidas, siderurgia e armazenagem — em qualquer lugar onde existam tarefas repetitivas ou ambientalmente ou ergonomicamente desafiadoras que possam ser realizadas de forma mais rápida, confiável e/ou econômica. Hoje, robôs estão até mesmo montando novos robôs.

Os robôs podem ter de um a sete eixos, cada eixo proporcionando um grau de liberdade. Um pórtico cartesiano de dois eixos normalmente se posiciona nos eixos XY ou YZ. Um robô de três eixos possui três graus de liberdade e executa suas funções através dos eixos XYZ. Esses pequenos robôs são rígidos e não podem inclinar ou girar por si mesmos, embora possam ter ferramentas acopladas que podem girar, rotacionar ou se adaptar ao formato de uma pequena carga útil. Robôs de quatro e cinco eixos têm flexibilidade adicional para girar e inclinar. Um robô articulado de seis eixos possui seis graus de liberdade — a flexibilidade para mover objetos em qualquer direção ou girá-los em qualquer orientação. Esses robôs de seis eixos são geralmente escolhidos quando uma aplicação requer manipulação complexa de um objeto grande ou pesado. Robôs de sete eixos são capazes de orientações adicionais para manobrar ferramentas em espaços confinados. Eles podem operar mais perto da peça de trabalho do que outros robôs articulados, o que pode gerar economia de espaço.

Robôs articulados
A popularidade dos robôs articulados de seis e sete eixos reflete a grande flexibilidade que seis graus de liberdade permitem. São fáceis de programar, vêm com seu próprio controlador e as sequências de movimento e a ativação de entradas e saídas podem ser programadas por meio de um painel de controle intuitivo. Podem ter um alcance considerável, superior a três metros em alguns modelos. Essa variedade de tamanhos torna os robôs articulados adequados para um grande número de indústrias e aplicações que envolvem a fabricação ou movimentação de materiais ou produtos acabados.

Por projeto, o robô articulado ocupa espaço e área que não podem ser utilizados para outros fins. Ele também apresenta singularidades, ou seja, locais e orientações no espaço circundante aos quais não tem acesso. Essas limitações espaciais exigem precauções de segurança mais complexas, visto que o robô será frequentemente utilizado em áreas onde há trabalhadores.

Robôs cartesianos
Um robô cartesiano, ou linear, é tipicamente um robô de baixo custo que consiste em um conjunto de atuadores lineares e/ou atuadores rotativos na extremidade do braço para aplicações 3D. Esses robôs são muito adaptáveis ​​e fáceis de instalar e manter. Os cursos e tamanhos de cada eixo podem ser personalizados de acordo com a aplicação. Seu alcance e capacidade de carga são independentes entre si, não estando interligados. O eixo linear apresenta diversos designs que o adaptam ainda mais à função que desempenha.

A principal limitação do robô cartesiano é a sua relativa inflexibilidade. Ele pode facilmente realizar movimentos lineares em três eixos e rotação em torno de um quarto eixo. No entanto, é necessário adicionar um controlador de movimento para realizar rotações em torno de mais de um eixo. Robôs cartesianos raramente são usados ​​em situações de lavagem, pois não oferecem proteção suficiente contra a entrada de água. Além disso, precisão e rigor na instalação são essenciais — cada eixo deve ser cuidadosamente alinhado e a planicidade da superfície deve ser adequada, especialmente em sistemas maiores.

Robôs SCARA
Os robôs SCARA são projetados para aplicações de baixa complexidade. São uma versão simplificada dos robôs articulados, e sua simplicidade e tamanho reduzido facilitam a integração em linhas de montagem. Os robôs SCARA podem atingir tempos de ciclo bastante impressionantes, com alta precisão. São muito eficientes em funções como a inserção de componentes em espaços com tolerâncias apertadas, mantendo a rigidez durante esses movimentos, o que os torna uma opção econômica para muitas aplicações de pegar e posicionar, bem como para o manuseio de peças pequenas.

Robôs Delta
O robô delta é conhecido por sua velocidade, com taxas de coleta de até 300 peças por minuto. Seu tipo de montagem o posiciona acima da área de trabalho, limitando a perda de espaço ocupado. Ele é frequentemente combinado com um sistema de visão para coletar peças dispostas aleatoriamente em aplicações complexas de triagem e embalagem. Assim como os robôs articulados e SCARA, geralmente é fornecido com um painel de programação para facilitar a programação. Os robôs delta são frequentemente usados ​​em aplicações de produção de alimentos, mas, assim como os robôs cartesianos, podem exigir proteção adicional ou separação do ambiente externo.

Robôs colaborativos
Robôs colaborativos, ou cobots, são um desenvolvimento relativamente recente com um futuro promissor na viabilização da interação segura entre humanos e máquinas. Ao permitirem a colaboração direta entre um trabalhador e um robô, eles adicionam uma nova dimensão à nossa compreensão de como a automação pode ser integrada à indústria. Um cobot pode ser articulado, cartesiano, SCARA ou delta. Embora, até o momento, a maioria seja classificada como articulada. Eles possuem capacidade de carga de 4 a 35 kg, aumentando em tamanho e alcance (e preço) de acordo com essa capacidade. Existem modelos com até sete eixos; estes últimos podem executar tarefas particularmente desafiadoras do ponto de vista ergonômico. Os cobots estão sendo utilizados até mesmo como robôs independentes em linhas de produção.

Fazendo sua escolha
Ao investir em robótica, é importante considerar todos os aspectos da aplicação antes de tomar a decisão final. Aqui estão alguns dos fatores mais importantes a serem levados em conta:

Alcance e capacidade de carga.

Esses devem ser os primeiros critérios considerados no processo de seleção do robô, pois esses fatores podem reduzir significativamente a lista de opções adequadas. Por exemplo, uma carga grande e pesada descartaria qualquer consideração de tecnologias de manuseio de cargas leves. Por outro lado, se o alcance for longo, mas o peso da carga for baixo, um robô cartesiano de menor custo pode ser suficiente.

Flexibilidade.

Em aplicações que exigem cinco ou seis graus de liberdade, um robô articulado pode ser a única solução viável. Nesse caso, uma opção para empresas com orçamento limitado que necessitam de um ou dois robôs pode ser a reutilização de unidades já existentes. No entanto, para aplicações mais simples, como posicionamento e carregamento de peças pequenas, inserção de componentes eletrônicos e carregamento de caixas e máquinas-ferramenta — qualquer aplicação em que dois ou três eixos sejam suficientes —, por que pagar por mais eixos do que o necessário?

Velocidade.

A aplicação exige uma alta taxa de coleta, como a de um robô delta, ou uma taxa de coleta menor, como a de um robô pórtico cartesiano ou SCARA, seria suficiente?

Espaço e área ocupada.

Cada vez mais, o espaço ocupado por máquinas e linhas de produção é uma preocupação fundamental no planejamento. O espaço físico é caro e as empresas querem otimizar o layout de suas fábricas. Robôs cartesianos e delta oferecem uma clara vantagem sobre outras tecnologias, já que apenas o espaço vertical é perdido, o que geralmente é menos crítico.

Engenharia e Desenvolvimento de Projetos.

O tempo e os custos de projeto, montagem, instalação e comissionamento devem ser considerados no cálculo comparativo de custos, especialmente ao incorporar um robô em uma máquina ou sistema maior. Atrasos no recebimento e na montagem do robô podem comprometer todo o projeto.

Manutenibilidade, reparabilidade e disponibilidade.

Tempo de inatividade não programado é o pesadelo de qualquer gerente de produção. Robôs devem ser relativamente fáceis de manter e reparar.

Padronização.

Dentro de uma empresa ou setor, pode ser uma consideração válida do ponto de vista comercial, mesmo que o robô escolhido não seja o mais adequado ou o mais barato, desde que seja capaz de realizar o trabalho. Às vezes, o caminho mais trilhado se revela o de menor resistência (e risco).

A proliferação de tecnologias robóticas permitiu que empresas de todos os portes tivessem acesso aos benefícios da automação. O melhor robô para você geralmente é aquele que melhor se adapta à sua aplicação — não apenas para alcançar os ganhos de produtividade do investimento e atender aos requisitos técnicos da aplicação, mas também do ponto de vista de questões relacionadas, como segurança da planta, aproveitamento do espaço e, claro, o custo inicial e o suporte pós-venda.