Ferramentas de fim de braço (EOAT) em robótica

Ferramentas de fim de braço

As ferramentas de fim de braço (EOAT) formam a interface essencial entre o robô ou o sistema de manuseio e a peça de trabalho. Essas ferramentas especializadas ou efetores finais, acoplados ao braço robótico, permitem que tarefas específicas, como agarrar, unir ou testar, sejam realizadas com precisão. Sem as EOAT, os robôs e os sistemas de manuseio seriam simplesmente máquinas de movimento sem funcionalidade.

São essas ferramentas que permitem que os robôs realizem determinadas tarefas, como agarrar peças, unir componentes ou testar produtos.

As tarefas típicas das EOAT incluem

Manipulação de materiais: Pegar, levantar e inserir componentes.
Usinagem: Perfurar, lixar, soldar ou parafusar.
Controle de qualidade: Controle baseado em sensores da precisão dimensional e da ausência de defeitos.

A EOAT confere aos robôs a adaptabilidade e a eficiência necessárias para implementar processos de automação complexos. Com o uso de ferramentas especializadas, um manipulador geral se torna um sistema altamente personalizável, adaptado com precisão aos respectivos requisitos.

Opções de EOAT: De garras simples a soluções personalizadas

Há uma variedade de ferramentas de fim de braço que são utilizadas dependendo da aplicação e da tarefa. Os tipos mais importantes são:

Garra

As garras são as EOATs mais comumente utilizadas e existem em diversos designs - desde garras pneumáticas ou elétricas simples, que consistem em um único produto, até garras complexas para componentes maiores que permitem uma preensão flexível por meio do ajuste do formato. Elas são adequadas para tarefas em que os objetos precisam ser pegos, retidos e transportados para outro local. As garras robóticas podem ser configuradas de forma flexível para manipular objetos de diferentes formas e tamanhos - desde garras precisas, montadas por ajuste de pressão ou de forma, como as garras paralelas, até garras a vácuo de baixo dano, que tocam suavemente a peça de trabalho por meio de ventosas dotadas de adaptador, e ventosas de Bernoulli praticamente sem contato.

Ferramentas de usinagem

As ferramentas de usinagem incluem ferramentas de união, como pistolas de solda, ferramentas de rebitagem, cabeças de parafuso e dispositivos de alimentação para colagem. Operações de usinagem, como perfurar, fresar ou lixar, também podem ser realizadas diretamente com EOATs, o que significa que o robô pode ser utilizado tanto como ferramenta de manuseio de materiais, quanto como uma máquina de produção. Elas são ideais para garantir qualidade e segurança consistentes nas etapas de usinagem que se repetem.

Soluções especiais

Há diversas ferramentas especiais concebidas para tarefas específicas. Elas incluem sensores para controle de qualidade, sistemas de controle óptico, soluções de pintura e EOATs para soluções de montagem especiais. Essas ferramentas especiais ampliam enormemente os recursos de um robô e possibilitam a solução eficiente de tarefas complexas.

Os benefícios da EOAT: Automação, flexibilidade e economia de custos

A EOAT oferece inúmeras vantagens inestimáveis para a tecnologia de automação na produção:

Precisão e repetibilidade: Aumente a precisão de seus processos automatizados com efetores finais de alta qualidade. Os robôs de preensão e as ferramentas de usinagem trabalham com precisão milimétrica e podem ser decisivos para a alta qualidade do produto. A escolha da EOAT adequada é particularmente importante para tarefas que exigem um alto nível de precisão de repetição.
Flexibilidade: O uso de EOATs flexíveis oferece vantagens decisivas. Os robôs com efetores finais modulares podem ser rapidamente adaptados a novas tarefas. Isso significa que as empresas podem dimensionar ou reorganizar sua produção de forma flexível, sem ter que suportar grandes atrasos. Essa flexibilidade é particularmente útil para empresas que trabalham com quantidades variáveis ou linhas de produtos.
Economia de custos: A automação, que geralmente só se torna possível com o uso de EOAT, pode otimizar os processos de produção e reduzir os custos de mão de obra. A opção de equipar robôs com diferentes efetores finais aumenta a eficiência de utilização das máquinas e reduz os custos de investimento a longo prazo.

Mas há também desafios que precisam ser considerados ao escolher e implementar a EOAT. A complexidade da integração de robôs aos processos existentes e a necessidade de encontrar as ferramentas certas para diferentes tarefas são aspectos importantes. Um planejamento cuidadoso é essencial para obter todos os benefícios dos efetores finais.

Tendências e inovações na área de ferramentas de fim de braço

As tecnologias de ferramentas de fim de braço estão em constante evolução, com um impacto duradouro na robótica e na tecnologia de automação. As últimas tendências incluem

Robôs colaborativos (cobots): As EOATs para robôs colaborativos focam principalmente a segurança e a ergonomia. O ambiente desses cobots é equipado com sensores altamente sensíveis que permitem a detecção e a adaptação a obstáculos em tempo real. Com isso, são ideais para a utilização em fábricas nas quais humanos e robôs trabalham em estreita colaboração. As ferramentas também devem ser desligadas com segurança em caso de perigo potencial. Além disso, progressos na integração de software melhoram o controle contínuo e facilitam a incorporação aos sistemas de produção existentes.
Inteligência artificial (IA): As EOATs com suporte de IA oferecem avanços significativos na automação. Esses sistemas podem usar algoritmos de aprendizagem de máquina para otimizar seus movimentos, força de preensão e planejamento de tarefas com base em dados e previsões em tempo real. Um exemplo de aplicação é a adaptação a formas ou pesos variáveis de objetos, resultando em uma flexibilidade ainda maior. Tais desenvolvimentos ajudam a evitar processos de reequipamento demorados ou o trabalho de programação ao trocar de ferramenta.
Construção leve e materiais inovadores: O uso de materiais leves e robustos, como fibra de carbono e plásticos de alto desempenho, melhorou significativamente a eficiência das EOATs modernas. Esses materiais não só reduzem o consumo de energia dos robôs e sistemas de manipulação, como também aumentam sua capacidade de carga e dinâmica. Além disso, facilitam a manipulação e a manutenção das ferramentas, reduzindo os custos operacionais. Essas novas tecnologias oferecem maior durabilidade e resistência à corrosão, mesmo em ambientes exigentes, como na construção de carrocerias ou em oficinas de prensagem.

Também vemos combinações inovadoras de tecnologia de sensores e garras que estão ampliando os limites do que é possível no manuseio automatizado de materiais. Esses avanços tornam as EOATs mais eficientes e mais versáteis.

Overall Equipment Effectiveness (OEE) é um indicador-chave de desempenho quando se trata da eficiência dos sistemas de produção. A EOAT desempenha um papel importante ao influenciar positivamente os três fatores-chave da OEE - disponibilidade, desempenho e qualidade.

Disponibilidade: As EOATs flexíveis, como as garras modulares, reduzem os tempos de reequipamento e aumentam o tempo de operação da máquina. O software de monitoramento digital garante que os possíveis problemas sejam detectados em um estágio inicial, minimizando os tempos de parada.
Desempenho: Os componentes com eficiência energética para garras a vácuo ajudam a maximizar o rendimento da produção sem aumentar a demanda de recursos.
Qualidade: Componentes confiáveis para efetores finais, como garras adaptativas ou soluções de sensores, garantem a qualidade consistentemente correta do produto e minimizam os refugos.

Com os efetores finais certos, as linhas de produção podem reagir de forma mais rápida e flexível a diferentes requisitos. Portanto, a EOAT é um fator essencial para alcançar um alto OEE e tornar a produção eficiente e flexível. A escolha e o design corretos dos efetores finais criam a base para uma automação de linha bem-sucedida.

Aqui você fica sabendo tudo sobre OEE (Overall Equipment Effectiveness)