Embora a pandemia tenha afetado as tendências gerais do mercado, a procura por robôs continuou a crescer. Um dos principais factores é que as empresas identificaram o investimento em robótica como uma solução para manter a produção, garantindo ao mesmo tempo a protecção dos trabalhadores contra infecções. Espera-se que esta tendência se mantenha. A Fortune Business Insights avaliou o mercado total de robôs industriais em 14,6 mil milhões de dólares em 2020 e prevê uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) superior a 10% para o período de 2021 a 2028.
Os robôs industriais estão disponíveis em diversos formatos para lidar com uma grande variedade de tarefas. Numa extremidade do espectro, grandes máquinas concebidas para elevar objetos pesados e executar processos de alta velocidade trabalham em áreas onde o acesso humano é restrito por questões de segurança. Na outra extremidade, os robôs colaborativos de secretária (cobots) coexistem com os trabalhadores humanos e executam tarefas repetitivas, exigentes ou com prazos críticos.
Entre estes dois extremos, os robôs construídos para lidar com cargas de alguns gramas a cerca de 50 kg estão a automatizar uma grande variedade de processos que envolvem a recolha, movimentação e posicionamento repetitivo de artigos. Normalmente, os utilizadores procuram aumentar a velocidade, a precisão e a repetibilidade, ou eliminar o contacto humano com itens como alimentos ou materiais estéreis. Entre estes, o robô SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) é amplamente utilizado em projetos de automação industrial.
Os robôs SCARA são uma tecnologia madura e acessível. Podem ser instalados individualmente ou em grupo com outros robôs SCARA, ou com diferentes tipos, como robôs cartesianos, de eixo único e multieixos (Figura 1). Além disso, integram-se bem com os módulos de transporte linear LCMR200 da Yamaha, que proporcionam um transporte flexível de peças. Ao contrário dos transportadores convencionais de correia e rolos, estes módulos são programados e controlados da mesma forma que outros robôs, criando uma célula de montagem robotizada totalmente integrada e coordenada.
Uma análise mais detalhada das últimas gerações de robôs SCARA mostra como estas máquinas continuam a evoluir para satisfazer as exigências da manufatura moderna.
Figura 1. Máquina SCARA numa unidade robótica mista com transportadores modulares programáveis.
A Vantagem SCARA:
À primeira vista, os robôs SCARA de hoje podem parecer pouco diferentes das primeiras gerações de máquinas. Tal como os seus antecessores, a sua principal característica é um braço articulado de dois elos que opera num único plano. Embora a ficção científica e os primeiros robôs colaborativos, como Baxter, apresentassem formas humanoides, o SCARA provou a sua excelência duradoura na imitação do braço humano: pode estender-se e retrair-se, e girar nos eixos do "ombro" e do "cotovelo", de forma independente e simultânea. Pode mover-se para um número infinito de locais dentro da área definida pela extensão máxima dos dois elos, podendo também alcançar o interior de espaços confinados.
Graças a esta flexibilidade, os robôs SCARA podem realizar uma vasta gama de operações, como mover objetos de um lugar para outro, pegar e posicionar componentes em conjuntos e executar processos como aparafusar, dispensar e gravar.
Para além desta grande flexibilidade, a exatidão e a precisão são outros pontos fortes que permitem aos robôs SCARA lidar com tarefas industriais exigentes e oferecer uma repetibilidade excecional. A família YK-XE de robôs SCARA da Yamaha, de baixo custo e alto desempenho, que suporta cargas úteis entre 4 e 10 kg, inclui modelos com uma repetibilidade especificada de apenas ±0,01 mm nos eixos X, Y e Z, e ±0,01° na rotação. O YK710XE é uma exceção. Com o braço mais comprido da família, a atingir os 710 mm, apresenta uma repetibilidade de ±0,02 mm nos eixos X e Y. A exatidão e precisão destes robôs permitem a sua utilização em tarefas como a colocação de minúsculos componentes mecânicos, como pequenas molas ou anilhas, ou a seleção e colocação de componentes eletrónicos de montagem em superfície. A sua capacidade de carga permite ainda que sejam utilizados para transferir ou montar peças pesadas, como as utilizadas na indústria automóvel.
Parece ser o robô perfeito, pronto para transformar tarefas rotineiras e repetitivas em processos que podem ajudar as empresas que nele investem a destacarem-se da concorrência. Os robôs podem trabalhar mais rapidamente, durante mais tempo e com menos erros do que os trabalhadores humanos, permitindo que as competências humanas — destreza extrema, resolução de problemas, criatividade — sejam mais eficazmente empregues noutras áreas. Mas há sempre oportunidades para melhorar as máquinas, como aumentar a velocidade, a fiabilidade e a facilidade de utilização.
Controlo de Movimento:
A mais recente geração de robôs SCARA YK-XE da Yamaha foi concebida com um novo conjunto de eixo leve e um controlo de movimento melhorado, garantindo uma aceleração mais rápida e uma vibração reduzida. As estratégias de controlo desenvolvidas pela Yamaha para as suas máquinas SCARA otimizam automaticamente a aceleração linear e angular, tendo em conta a orientação do braço e a inércia da carga, para limitar o binário máximo, evitar vibrações excessivas e melhorar a controlabilidade. Isto não só ajuda a minimizar o tempo de ciclo, como também reduz o stress mecânico, aumentando a fiabilidade.
Visão Robótica:
Com o seu controlo de movimento preciso, os robôs SCARA aumentam a produtividade em diversos processos industriais. A integração de um sistema de visão expande ainda mais as aplicações da máquina, possibilitando funções como o seguimento da correia transportadora, a deteção de posição e a compensação de posição para melhorar a precisão de processos como a aplicação de adesivo ou selante na borda de uma montagem ou a colocação de etiquetas em componentes que podem estar posicionados de forma irregular num substrato.
O sistema de visão RCXiVY2+ da Yamaha (Figura 2) está implementado com uma placa de visão, uma placa de iluminação e uma placa de seguimento instaladas no controlador de robô multieixos da série RCX3. Este integra a gestão do controlo do robô, o processamento de imagem, o controlo da iluminação e o processamento de dados necessários para o rastreio da correia transportadora dentro do programa do robô, reduzindo significativamente o tempo de configuração do equipamento.
Figura 2. Robô SCARA equipado com uma câmara para o sistema de visão iVY2+.
O sistema RCXiVY2+ apresenta uma nova capacidade de deteção pontual que reconhece peças de trabalho duas a dez vezes mais rapidamente do que a técnica de deteção de bordos utilizada anteriormente. Isto permite aos robôs realizar a deteção, recolha e contagem a alta velocidade de múltiplos itens de formato e tamanho indeterminados, como alimentos e roupas.
Software de Programação:
Para auxiliar na configuração de um único robô ou de uma célula de montagem, as ferramentas de software ricas em funcionalidades do fornecedor podem simplificar e agilizar a programação e a configuração do robô. O ambiente RCX-Studio 2020 da Yamaha oferece ferramentas para ajudar na gestão de robôs, desde a configuração à manutenção, e inclui agora assistentes para gerar automaticamente aplicações de exemplo. Estes modelos prontos a usar ajudam a programar facilmente ações comuns, como pegar e colocar, paletização e seguimento de passadeiras, incluindo processos baseados na visão, sem a necessidade de escrever comandos.
Existem também ferramentas como um emulador, uma calculadora de tempo de ciclo e plotagem em tempo real, enquanto outra novidade é o simulador 3D para verificação, depuração e otimização de programas offline. Entre as ferramentas disponíveis no simulador estão a visualização de trajetórias, que permite aos operadores avaliar os movimentos do robô, e a verificação de interferências para ajudar a evitar colisões com outros robôs ou periféricos. É possível simular até quatro robôs em simultâneo e observá-los a partir de múltiplos pontos de vista. Graças ao simulador, as posições dos robôs, as sequências de ações e as definições de velocidade ideais podem ser determinadas rapidamente antes do início de qualquer trabalho de instalação. Isto pode poupar muito tempo e dinheiro com tentativas e erros, especialmente na configuração de uma célula de montagem com vários robôs, e permite que a produção comece mais cedo.
Conclusão:
O robô SCARA tem sido o principal tipo implantado em aplicações industriais, oferecendo alta velocidade, fiabilidade e precisão excecional. As gerações mais recentes continuam a melhorar estes parâmetros já consagrados. À medida que a viabilidade económica da automação se fortalece, as empresas que procuram integrar a robótica nos seus processos têm um leque de opções mais vasto do que nunca. O SCARA continua a evoluir, oferecendo novos avanços a cada nova geração, proporcionando uma opção mais acessível e com melhor relação custo-benefício, bem como características adicionais, ciclos de trabalho mais rápidos, maior precisão, fiabilidade e facilidade de utilização e programação.
 Asparagus picking-1-w.jpg)
