Robôs de montagem industrial para acelerar a linha de produção

Muitos produtos utilizados no dia a dia são constituídos por componentes mais pequenos que têm de ser montados para serem funcionais. Até há não muitos anos, este processo era feito à mão, mas atualmente, os avanços tecnológicos significam que a robôs de montagem são uma opção para os fabricantes que procuram otimizar as linhas de produção.

Uma das questões mais importantes para os fabricantes iniciantes na automatização é saber quando faz sentido automatizar. Além disso, os fabricantes beneficiam frequentemente de um elevado retorno do investimento em robótica.

De seguida, analisaremos quando faz sentido automatizar um processo de montagem, as vantagens e os passos a dar para começar.

Que indústrias utilizam robôs de montagem?

Os produtos montados estão presentes em muitas indústrias que utilizam robôs de montagem. Estes robots podem realizar tanto a montagem de pequenos componentes de PCB como de estruturas de veículos pesados. Eis alguns exemplos de indústrias que utilizam atualmente robôs de montagem:

• Automóvel
• Medicina
• Eletrónica
• Empresa de metais
• Empresa de plásticos
• Empresa de produtos alimentares e bebidas

Estes são apenas alguns exemplos. Se quiser aprofundar outras aplicações de robôs para outros sectores, descubra mais tipos de robôs de montagem automóvel: as primeiras tecnologias robóticas que definem uma indústria.

Vantagens da automatização com robôs de montagem

As empresas optam frequentemente por automatizar o processo de montagem por várias razões que se traduzem nas seguintes vantagens:

• Aumento do desempenho
• Segurança e ergonomia
• Maior repetibilidade

Quando automatizar o processo de montagem?

Para as empresas que se iniciam no processo de automatização, a questão de quando o fazer pode ser um desafio, uma vez que os projectos de capital acarretam sempre riscos. As empresas necessitam de automatização da montagem nos seguintes casos:

• Necessidade de aumentar o desempenho

  Os fabricantes que montam os produtos têm frequentemente de cumprir quotas elevadas, e a robôs de montagem são uma forma de atingir um maior volume de produção. Muitas vezes, os fabricantes têm problemas de estrangulamento em que uma parte específica de um processo abranda a produtividade global. Por conseguinte, a automatização de processos permite-lhe desbloquear o potencial adicional dos seus processos, o que conduz a um aumento das receitas das suas instalações.

• Melhorar a segurança

  Uma das razões pelas quais as empresas automatizam é o facto de as tarefas de montagem poderem causar lesões que ocorrem especialmente quando os componentes são muito grandes ou pequenos. Os componentes pesados representam um risco óbvio para a segurança, porque os operadores podem ferir-se ao deslocar peças grandes. As peças pequenas também constituem um problema. Por exemplo, a montagem de placas de circuitos impressos é um bom exemplo dos riscos de segurança das peças pequenas, onde se registam as lesões mais comuns:

  • Tensão ocular
  • Tensão muscular
  • Inalação de fumo
  • Acertos

  O robôs de montagem eliminam o risco de os operadores se lesionarem devido a estas tarefas. Além disso, é possível poupar dinheiro ao evitar tempos de inatividade, custos médicos e multas associadas a lesões no local de trabalho.

• Redução de custos

  O principal custo das linhas de montagem é a mão de obra, que depende do país onde está localizada e tem um impacto no custo dos produtos. Há também os custos das matérias-primas, bem como alguns custos ocultos. Estes factores ocultos incluem os custos de formação, a redução da produção devido ao tempo de inatividade e os custos de saúde. As linhas de montagem totalmente automatizadas eliminam os custos de mão de obra e os custos ocultos porque a robôs de montagem conduzem a uma linha de produção mais simples e mais eficiente. Muitos fabricantes reutilizam este capital humano em tarefas mais difíceis de automatizar, onde as pessoas podem ser mais produtivas.

  Um robô tem um custo inicial elevado e alguns custos de manutenção ao longo da sua vida útil. Mas em cenários ideais, os projectos de robôs podem atingir um ROI líquido no prazo de 12-18 meses. Este é especialmente o caso dos projectos de automatização normalizados com soluções robóticas comprovadas.

• Qualidade de produção consistente

  Os sistemas automatizados são mais repetíveis nos seus movimentos do que as pessoas e podem ter um desempenho de alto nível graças à programação. Os robots são concebidos para seguir um conjunto de instruções para executar tarefas previsíveis e repetitivas. Isto permite-lhes produzir produtos mais consistentes, o que se traduz em menos falhas e menos produtos que não passam no controlo de qualidade.

Como decidir quais os robots de montagem a instalar?

As diferentes tarefas de montagem e os seus requisitos determinam o robô a selecionar. Todos os tipos de robôs são capazes de efetuar montagens, mas nem todas as tarefas de montagem podem ser executadas por todos os robôs. Os principais factores que determinam qual o robô a utilizar são:

• Complexidade da montagemOs robots de seis eixos são uma excelente escolha para montagens complexas que requerem flexibilidade. Isto deve-se à sua excecional amplitude de movimento e à sua capacidade de alcançar ângulos difíceis. Os robôs colaborativos são um exemplo de um robô de seis eixos que pode ser utilizado perto de pessoas.
• Carga útil e alcanceAs aplicações de carga útil elevada e/ou de longo alcance são normalmente difíceis para a maioria dos tipos de robots. Variantes como o delta e o SCARA tendem a ser tipos de robôs mais pequenos e menos potentes, pelo que são utilizados em aplicações mais pequenas. É essencial conhecer a carga útil e o alcance necessários para completar a tarefa. Os erros neste domínio são dispendiosos.
• VelocidadeTodos os robots têm a capacidade de ser rápidos, mas alguns estão certamente no escalão superior da categoria de velocidade. Os robôs Delta podem atingir as velocidades mais elevadas, mas são também extremamente sensíveis a mudanças de direção. São excelentes para aplicações de alta velocidade e baixa carga útil. Uma má escolha para uma aplicação muito rápida seria um cobot, cuja velocidade é normalmente limitada por razões de segurança.

Os robôs colaborativos vieram para ajudar os humanos nos processos de fabrico. Saiba mais sobre este tema com a 4 tipos de robôs colaborativos para processos industriais 

Considerações sobre os custos dos robôs de montagem

Por último, há que decidir se o preço é adequado. Os custos dos sistemas de montagem robotizados podem variar muito em função dos seguintes factores:

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

Os projectos mais complexos são sempre mais dispendiosos. Podem exigir vários robots, sistemas de visão ou integração com equipamento existente. Isto significa mais hardware e mão de obra para integrar o sistema. Os custos variam de marca para marca e variam ainda mais de um tipo de robot para outro. Além disso, os custos aumentam à medida que o tamanho do robot aumenta. As grandes tarefas de montagem requerem equipamento maior e mais dispendioso.

O equipamento de segurança adicional é muitas vezes esquecido quando se calcula o custo porque o robôs de montagem podem ser perigosos para os seres humanos. Por este motivo, é necessário utilizar equipamento de segurança para proteger os operadores destes perigos. Os custos de segurança incluem os seguintes elementos:

• Gaiolas de segurança
• Cortinas de luz
• Scanners de segurança
• Relés e encravamentos de segurança
• PLCs de segurança específicos

Saiba mais sobre a importância de Avaliação dos riscos dos robots industriais e regulamentação em matéria de segurança.