Robôs colaborativos, muitas vezes abreviados como “cobots”, são robôs projetados para interagir e trabalhar com segurança ao lado de humanos em espaços de trabalho compartilhados. Ao contrário dos robôs industriais tradicionais que operam de forma autônoma atrás de gaiolas, os cobots são construídos com sensores avançados, inteligência artificial e algoritmos de controle que lhes permitem operar próximos aos humanos. O conceito de robôs colaborativos originou-se no final da década de 1990, em laboratórios de pesquisa que exploravam como os robôs poderiam trabalhar cooperativamente com humanos em linhas de montagem de fabricação ou outras tarefas.
Como funcionam os robôs colaborativos?
Os cobots são projetados com capacidades robóticas intuitivas que não requerem habilidades especializadas para programar ou controlar. A maioria dos robôs colaborativos pode simplesmente ser guiada através de movimentos e tarefas desejadas, com os movimentos gravados e armazenados para serem repetidos de forma autônoma. Robôs colaborativos mais avançados usam sistemas de visão mecânica para observar e se adaptar às mudanças nas condições em tempo real, sem a necessidade de intervenção humana. Isto permite que os cobots reajam e ajustem os movimentos para acomodar o trabalho ao lado dos humanos. A maioria dos cobots irá desacelerar ou parar completamente o movimento ao detectar uma obstrução ou um ser humano próximo.
Capacidades de segurança
Tecnologias avançadas de detecção e métodos de controle são essenciais para permitir que robôs e humanos trabalhem colaborativamente em espaços compartilhados. Os cobots de hoje utilizam uma combinação de sensores de proximidade, sistemas de visão, detecção de força e inteligência artificial para monitorar continuamente o ambiente ao seu redor e controlar movimentos com precisão. Os recursos de segurança comuns encontrados em robôs colaborativos incluem:
Detecção de força: os cobots podem detectar forças em vários eixos e responder interrompendo o movimento para evitar ferimentos causados por colisões.
Monitoramento de velocidade e separação: Sensores integrados rastreiam velocidade, proximidade de humanos e distância de separação para evitar contato por meio de reduções ou paradas automáticas de velocidade.
Designs leves: Os cobots normalmente têm capacidades de carga inferiores a 35 kg e utilizam coberturas arredondadas e materiais acolchoados para limitar danos no caso de qualquer contacto inadvertido.
Paradas de emergência: Botões de parada de emergência manuais ou ativações automáticas de segurança podem interromper imediatamente os movimentos do cobot quando acionados por sensores.
Métodos de segurança validados: Fabricantes respeitáveis de cobots submetem seus robôs para testes e certificação por órgãos padronizados para validar sua adesão aos padrões de segurança globais.
Ao aproveitar estas capacidades de segurança, os cobots podem eliminar a necessidade de barreiras físicas entre robôs e trabalhadores que anteriormente limitavam as aplicações colaborativas em ambientes industriais.
Indústrias que usam robôs colaborativos
A natureza flexível e as interações mais seguras dos robôs colaborativos fizeram com que sua adoção se espalhasse rapidamente por diversos setores:
Fabricação: Os cobots se destacam na montagem repetitiva de coleta e colocação, embalagem, inspeção de qualidade, atendimento de máquinas e outras tarefas de fabricação junto com os trabalhadores da produção. Sua implantação simples permite que fabricantes menores automatizem sem conhecimento especializado em robótica.
Armazenamento e logística: Tarefas tediosas de coleta, classificação, embalagem e organização são adequadas para cobots fáceis de programar que podem ser escalonados em vários armazéns.
Cuidados de saúde: A recepção, o manuseamento de amostras e a distribuição farmacêutica são algumas aplicações de cuidados de saúde onde os cobots podem interagir de forma segura com pacientes e funcionários para aumentar a eficiência.
Varejo: Manuseio de estoque, auditoria de estoque, coleta de pedidos on-line ou ensacamento de itens são usos do varejo que ganham força à medida que a tecnologia se torna mais acessível.
Pesquisa: Plataformas cobot personalizáveis permitem que as equipes de pesquisa criem protótipos de automação de experimentos, interações de dispositivos e uma ampla gama de trabalhos repetitivos de laboratório.
Alimentos e bebidas: A necessidade de automação flexível e higiênica torna os robôs colaborativos opções ideais para auxiliar no preparo de alimentos, cuidar de máquinas, embalar produtos alimentícios acabados e processos de controle de qualidade.
Benefícios dos robôs colaborativos
Existem vários benefícios atraentes que levam as empresas a adotar robôs colaborativos:
Maior produtividade: os cobots automatizam de forma confiável tarefas repetitivas, enfadonhas ou de trabalho intensivo, permitindo aos trabalhadores humanos mais tempo para responsabilidades de maior valor. Menos erros e maior repetibilidade também aumentam a produtividade.
Fácil integração: Com tempos de configuração rápidos e sem necessidade de programadores especializados, os cobots podem ser movidos de forma flexível entre processos ou estações de trabalho para acomodar as necessidades comerciais em constante mudança.
Segurança aprimorada: as aplicações colaborativas quase eliminam os riscos associados à automação industrial tradicional, permitindo que robôs e humanos trabalhem juntos sem barreiras de segurança que dificultem a colaboração.
Melhores condições de trabalho: A eliminação de tarefas enfadonhas e repetitivas dos trabalhadores humanos permite-lhes concentrar as suas competências em aspectos mais satisfatórios do trabalho, levando à redução de lesões no local de trabalho e à melhoria do moral.
Custos mais baixos: As soluções Cobot são mais acessíveis para implementação para a maioria das empresas do que as opções de automação anteriores, graças ao seu tamanho compacto, custos mais baixos de componentes e complexidade mínima de integração.
Capacidades aumentadas: em vez de substituir trabalhadores, os cobots melhoram as suas capacidades, permitindo-lhes realizar tarefas impossíveis sozinhos - por exemplo, combinando a adaptabilidade e a resolução de problemas de uma pessoa com a capacidade de um cobot lidar com cargas pesadas ou aplicar alta precisão por longos períodos.
Desafios na implementação de robôs colaborativos
Embora ofereça enormes vantagens, ainda existem alguns desafios em torno da adoção do cobot:
Riscos percebidos: Existe uma incerteza persistente por parte dos trabalhadores e da gestão sobre se os cobots podem ser totalmente confiáveis para operar com segurança como colegas de trabalho, sem causar danos involuntários aos seres humanos através de possíveis falhas mecânicas ou erros de controlo.
Capacidades de detecção inadequadas: Mesmo conjuntos de detecção avançados nos cobots atuais ainda podem reagir inadequadamente a movimentos rápidos ou sequências complexas de movimentos que exigem supervisão mais próxima.
Preocupações com esforços repetitivos: sem uma implementação adequada, fazer com que trabalhadores humanos executem tarefas mais simples, como carregar ou descarregar peças para um cobot durante longos turnos, poderia introduzir outras tensões físicas que proporcionam melhorias mínimas no local de trabalho.
Aplicações personalizadas: embora mais fáceis do que a automação tradicional, algumas tarefas ou fluxos de trabalho altamente personalizados ainda são tarefas complexas para programar robôs colaborativos para funcionarem em níveis aceitáveis de velocidade, qualidade e segurança.
Justificação dos retornos: As questões ainda envolvem o cálculo dos retornos do investimento a longo prazo, uma vez que a quantificação de alguns benefícios do cobot, como a melhoria da satisfação dos funcionários, exige o acompanhamento de impactos indiretos que são mais subjetivos do que eficiências diretas de produção facilmente mensuráveis.
Superar esses desafios é uma jornada contínua, à medida que fabricantes de robótica, integradores de sistemas e empresas de usuários finais colaboram estreitamente. O treinamento extensivo dos operadores, a adoção de abordagens de implantação gradual e a melhoria constante da detecção são exemplos de estratégias atuais que permitem às empresas aproveitar ao máximo a promessa da colaboração homem-robô.
O futuro da robótica colaborativa
As perspectivas para robôs colaborativos continuam altamente promissoras, com projeções de que as vendas de cobots crescerão mais de 20% ao ano até 2030, alcançando remessas anuais globais entre 600,{3}} a 900,000 unidades e um estoque operacional mundial superior a 12 milhões de cobots. Impulsionando esse crescimento está a crescente variedade de cobots leves e fáceis de usar de empresas pioneiras como a Universal Robots e a Techman Robot, que são acessíveis para a maioria dos pequenos fabricantes. Avanços previstos, como métodos de programação padronizados entre diferentes fabricantes de cobots e consciência situacional verdadeiramente inteligente para lidar com a imprevisibilidade humana, irão progredir ainda mais nas interações seguras entre humanos e robôs. Em última análise, a automação colaborativa tornar-se-á indispensável em muito mais indústrias à medida que os cobots amadurecem de novas tecnologias para parceiros de produção flexíveis e integrados na estrutura de quase todas as operações de produção e serviços que necessitam de colaboração otimizada entre humanos e robôs.
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