Robôs e pessoas colaboram na montagem do produto

Jul 04, 2023

Na linha de montagem da Weidmüller, os robôs colaborativos pressionam os elementos de contato elétrico, unem o invólucro do conector e aparafusam os contatos de conexão. Foto cortesia do Zimmer Group

A garra paralela de duas mandíbulas HRC-02 foi projetada especificamente para uso com cobots. A pinça servo totalmente elétrica não tem bordas afiadas e seu comprimento de curso e força de preensão são ajustáveis. Foto cortesia do Zimmer Group

A garra HRC-02 atende aos requisitos de segurança estabelecidos no padrão ISO/TS 15066 para colaboração humano-robô e é certificada pela DGUV, equivalente da OSHA na Alemanha. Foto cortesia do Zimmer Group

Os fabricantes na Alemanha, como os dos Estados Unidos, estão lidando com três grandes problemas: um mercado altamente dinâmico, competição crescente devido à globalização e escassez de trabalhadores qualificados. Essas questões são particularmente desafiadoras para a montagem do produto, já que é o último elo da cadeia de valor.

Muitos fabricantes acreditam que a colaboração humano-robô pode ajudá-los a superar esses desafios. No entanto, muitos fabricantes ainda precisam implementar projetos de colaboração humano-robô devido a preocupações com custos e pessoal. Para que a colaboração humano-robô realmente decole, métodos simples e flexíveis serão necessários para permitir que empresas de vários setores com diversas necessidades configurem estações de trabalho de montagem colaborativas.

Esta é a premissa por trás do projeto de pesquisa SafeMate, financiado pelo Ministério Federal de Educação e Pesquisa da Alemanha. O objetivo é criar locais de trabalho seguros e aceitos onde os funcionários reconheçam um alto benefício para a automação robótica. Vários grandes fabricantes alemães de uma variedade de indústrias estão participando do projeto, incluindo Lenze, um fabricante de tecnologia de controle de movimento; Lufthansa Sky Chefs, fabricante de alimentos para aviões; Miele, fabricante de eletrodomésticos; e Sennheiser, fabricante de equipamentos de áudio.

Outra empresa participante é a Weidmüller, fabricante de tecnologia de conexões elétricas e eletrônicos com sede em Detmold, na Alemanha. Os produtos da empresa são usados ​​nas indústrias de processo, equipamentos de transporte, geração de energia e infraestrutura predial.

Até recentemente, o processo de montagem de um determinado componente eletromecânico na Weidmüller era realizado de forma totalmente manual. Como parte da SafeMate, uma equipe de engenharia da Weidmüller, liderada pelo engenheiro de processo Tobias Stuke, realizou uma análise para determinar quais tarefas eram melhor feitas manualmente e quais poderiam ser feitas por máquina. Entre outras coisas, a equipe descobriu que os robôs são muito bons em realizar as tarefas monótonas, repetitivas e de alto consumo de energia do processo de colocação sem fadiga. E eles podem fazer isso com precisão consistente.

No entanto, a montagem não pode ser feita inteiramente sem pessoas. Por exemplo, as pessoas são melhores em segurar e remover pequenas peças de diferentes dimensões de uma pilha ou caixa. Eles podem reconhecê-los e classificá-los melhor. As pessoas também são superiores aos seus colegas robóticos no processo de inspeção.

Com base nessas descobertas, o processo de montagem manual foi parcialmente automatizado seguindo um modelo de colaboração homem-robô. O resultado foi um local de trabalho de montagem híbrido no qual pessoas e robôs trabalham em paralelo. As tarefas monótonas e intensivas em força são realizadas pelo robô, enquanto as tarefas cognitivamente exigentes são realizadas por pessoas.

Na robótica colaborativa, pessoas e robôs trabalham lado a lado em um local de trabalho. Devido à sua tecnologia de controle sensível, os cobots podem trabalhar de perto com pessoas sem cercas de proteção. Tais aplicações requerem validação para garantir que os perigos tenham sido suficientemente minimizados. Isso pode ser feito por associações profissionais, prestadores de serviços externos, integradores de sistemas ou Technischer Überwachungsverein (TÜVs), ou Associações de Inspeção Técnica, que são empresas de serviços internacionais independentes da Alemanha e da Áustria que testam, inspecionam e certificam sistemas técnicos, instalações e máquinas de todos tipos para minimizar os perigos e evitar danos. Ferramentas de ponta de braço, como pinças, também podem ser validadas dessa maneira.