O primeiro do mundorobô industrialnasceu nos Estados Unidos em 1962. O engenheiro americano George Charles Devol Jr. propôs “um robô que pode responder com flexibilidade à automação por meio de ensino e reprodução”. Sua ideia rendeu uma faísca para o empreendedor Joseph Frederick Engelberger, conhecido como o “pai dos robôs”, e, portanto, orobô industrialchamado “Unimate (= um parceiro de trabalho com capacidades universais)” nasceu.
De acordo com a norma ISO 8373, robôs industriais são manipuladores multiarticulares ou robôs com múltiplos graus de liberdade para o setor industrial. Robôs industriais são dispositivos mecânicos que realizam trabalho automaticamente e são máquinas que dependem de sua própria potência e capacidade de controle para realizar diversas funções. Eles podem aceitar comandos humanos ou operar de acordo com programas pré-programados. Robôs industriais modernos também podem atuar de acordo com os princípios e diretrizes formulados pela tecnologia de inteligência artificial.
Aplicações típicas de robôs industriais incluem soldagem, pintura, montagem, coleta e colocação (como embalagem, paletização e SMT), inspeção e teste de produtos, etc.; todo o trabalho é concluído com eficiência, durabilidade, velocidade e precisão.
As configurações de robôs mais comumente usadas são robôs articulados, robôs SCARA, robôs delta e robôs cartesianos (robôs aéreos ou robôs xyz). Os robôs exibem vários graus de autonomia: alguns robôs são programados para executar ações específicas repetidamente (ações repetitivas) fielmente, sem variação e com alta precisão. Essas ações são determinadas por rotinas programadas que especificam a direção, aceleração, velocidade, desaceleração e distância de uma série de ações coordenadas. Outros robôs são mais flexíveis, pois podem precisar identificar a localização de um objeto ou até mesmo a tarefa a ser executada no objeto. Por exemplo, para orientação mais precisa, os robôs geralmente incluem subsistemas de visão de máquina como seus sensores visuais, conectados a computadores ou controladores poderosos. A inteligência artificial, ou qualquer coisa que seja confundida com inteligência artificial, está se tornando um fator cada vez mais importante nos robôs industriais modernos.
George Devol propôs pela primeira vez o conceito de um robô industrial e solicitou uma patente em 1954. (A patente foi concedida em 1961). Em 1956, Devol e Joseph Engelberger co-fundaram a Unimation, com base na patente original de Devol. Em 1959, o primeiro robô industrial da Unimation nasceu nos Estados Unidos, inaugurando uma nova era no desenvolvimento de robôs. A Unimation posteriormente licenciou sua tecnologia para a Kawasaki Heavy Industries e a GKN para produzir robôs industriais Unimates no Japão e no Reino Unido, respectivamente. Por um período, o único concorrente da Unimation foi a Cincinnati Milacron Inc. em Ohio, EUA. No entanto, no final da década de 1970, essa situação mudou fundamentalmente depois que vários grandes conglomerados japoneses começaram a produzir robôs industriais semelhantes. Robôs industriais decolaram rapidamente na Europa, e a ABB Robotics e a KUKA Robotics trouxeram robôs ao mercado em 1973. No final da década de 1970, o interesse em robótica estava crescendo, e muitas empresas americanas entraram no ramo, incluindo grandes empresas como a General Electric e a General Motors (cuja joint venture com a japonesa FANUC Robotics foi formada pela FANUC). Startups americanas incluíam a Automatix e a Adept Technology. Durante o boom da robótica em 1984, a Unimation foi adquirida pela Westinghouse Electric por US$ 107 milhões. A Westinghouse vendeu a Unimation para a Stäubli Faverges SCA na França em 1988, que ainda fabrica robôs articulados para aplicações industriais gerais e salas limpas, e até adquiriu a divisão de robótica da Bosch no final de 2004.
Definir Parâmetros Editar Número de Eixos – Dois eixos são necessários para chegar a qualquer lugar em um plano; três eixos são necessários para chegar a qualquer lugar no espaço. Para controlar totalmente o apontamento do braço final (ou seja, pulso), outros três eixos (pan, pitch e roll) são necessários. Alguns projetos (como robôs SCARA) sacrificam o movimento por custo, velocidade e precisão. Graus de Liberdade – Geralmente o mesmo que o número de eixos. Envelope de Trabalho – A área no espaço que o robô pode alcançar. Cinemática – A configuração real dos elementos e articulações do corpo rígido do robô, que determina todos os movimentos possíveis do robô. Os tipos de cinemática do robô incluem articulada, cardânica, paralela e SCARA. Capacidade ou capacidade de carga – Quanto peso o robô pode levantar. Velocidade – A rapidez com que o robô pode colocar a posição do braço final em posição. Este parâmetro pode ser definido como velocidade angular ou linear de cada eixo, ou como uma velocidade composta, ou seja, em termos de velocidade do braço final. Aceleração – A rapidez com que um eixo pode acelerar. Este é um fator limitante, pois o robô pode não ser capaz de atingir sua velocidade máxima ao executar movimentos curtos ou caminhos complexos com mudanças frequentes de direção. Precisão – Quão perto o robô pode chegar da posição desejada. A precisão é medida como a distância da posição absoluta do robô da posição desejada. A precisão pode ser melhorada usando dispositivos de detecção externos, como sistemas de visão ou infravermelho. Reprodutibilidade – Quão bem um robô retorna a uma posição programada. Isso é diferente de precisão. Pode ser instruído a ir para uma determinada posição XYZ e ele só vai a 1 mm dessa posição. Este é um problema de precisão e pode ser corrigido com calibração. Mas se essa posição for ensinada e armazenada na memória do controlador, e ele retornar a 0,1 mm da posição ensinada a cada vez, então sua repetibilidade estará dentro de 0,1 mm. Precisão e repetibilidade são métricas muito diferentes. A repetibilidade é geralmente a especificação mais importante para um robô e é semelhante à "precisão" na medição - com referência à exatidão e exatidão. A ISO 9283[8] estabelece métodos para medir a precisão e a repetibilidade. Normalmente, o robô é enviado para uma posição ensinada várias vezes, indo a cada vez para outras quatro posições e retornando à posição ensinada, e o erro é medido. A repetibilidade é então quantificada como o desvio padrão dessas amostras em três dimensões. Um robô típico pode, é claro, ter erros de posição que excedem a repetibilidade, e isso pode ser um problema de programação. Além disso, diferentes partes do envelope de trabalho terão repetibilidade diferente, e a repetibilidade também variará com a velocidade e a carga útil. A ISO 9283 especifica que a precisão e a repetibilidade sejam medidas na velocidade máxima e na carga útil máxima. No entanto, isso produz dados pessimistas, pois a precisão e a repetibilidade do robô serão muito melhores em cargas e velocidades mais leves. A repetibilidade em processos industriais também é afetada pela precisão do terminador (como uma garra) e até mesmo pelo design dos "dedos" na garra que são usados para agarrar o objeto. Por exemplo, se um robô pega um parafuso pela cabeça, o parafuso pode estar em um ângulo aleatório. Tentativas subsequentes de inserir o parafuso no furo provavelmente falharão. Situações como essas podem ser melhoradas por "recursos de entrada", como tornar a entrada do furo cônica (chanfrada). Controle de Movimento – Para algumas aplicações, como operações simples de montagem com sistema pick and place, o robô precisa apenas se mover para frente e para trás entre um número limitado de posições pré-programadas. Para aplicações mais complexas, como soldagem e pintura (pintura a spray), o movimento deve ser controlado continuamente ao longo de um caminho no espaço com orientação e velocidade especificadas. Fonte de Energia – Alguns robôs usam motores elétricos, outros usam atuadores hidráulicos. O primeiro é mais rápido, o segundo é mais potente e é útil para aplicações como pintura, onde faíscas podem causar explosões; no entanto, o ar de baixa pressão dentro do braço impede a entrada de vapores inflamáveis e outros contaminantes. Acionamento – Alguns robôs conectam os motores às juntas por meio de engrenagens; outros têm os motores conectados diretamente às juntas (acionamento direto). O uso de engrenagens resulta em "folga" mensurável, que é o movimento livre de um eixo. Braços robóticos menores frequentemente utilizam motores CC de alta velocidade e baixo torque, que geralmente requerem relações de transmissão mais altas, o que apresenta a desvantagem da folga, e nesses casos, redutores harmônicos são frequentemente utilizados. Conformidade – Esta é uma medida da quantidade de ângulo ou distância que uma força aplicada a um eixo do robô pode percorrer. Devido à conformidade, o robô se moverá ligeiramente mais para baixo quando estiver carregando uma carga útil máxima do que quando não estiver carregando nenhuma carga útil. A conformidade também afeta a quantidade de ultrapassagem em situações em que a aceleração precisa ser reduzida com uma carga útil alta.
Horário da publicação: 15/11/2024
