Podemos pensar que a fabricação acontece nos bastidores, mas essa é a visão errada. De outra perspectiva, as cadeias de suprimentos de fabricação e a infraestrutura de suporte estão no coração da vida moderna.
Graças à robótica e à automação, a manufatura se encontra no centro da revolução da engenharia. A robótica é especialmente importante hoje, dado o número de empregos industriais vagos e empresas buscando uma vantagem competitiva na globalização.
Robôs colaborativos (cobots) e braços robóticos automatizados podem usar diferentes tipos de ferramentas dependendo da aplicação e do resultado desejado. Uma distinção que vale a pena entender é entre ferramentas de ponta de braço pneumáticas e elétricas (EOAT). Essas são ferramentas na ponta do braço de manipulação do robô que são usadas para interagir com materiais e peças de trabalho.
Por que isso importa?
Robótica não é um assunto chato, mas, a menos que você já trabalhe no setor de robótica, manufatura ou automação, pode ser preciso um pouco de convencimento para que você se interesse por ferramentas de ponta de braço.
Basta dizer que os robôs industriais modernos não conseguem levantar, carregar, girar, cortar, entalhar, medir, testar ou realizar muitas outras tarefas sem ferramentas na ponta do braço.
Exemplos típicos de ferramentas de ponta de braço incluem:
- Soldadores
- Garras
- Cortadores a laser
- Ferramentas de medição
- Ferramentas de remoção de material
- Sensores de torque de colisão e força
- Ventosas ou elevadores eletromagnéticos
Além de ferramentas para cortar, esmerilhar ou polir, os braços robóticos podem usar EOATs para realizar testes, calibrações ou inspeções. Os EOATs dão aos robôs a capacidade de executar as tarefas que pedimos a eles e oferecem suporte a um número crescente de plataformas e aplicações robóticas.
Abaixo, analisaremos mais detalhadamente os prós e contras dos EOATs pneumáticos e elétricos.
EOAT pneumático: vantagens e desvantagens
Sem a ferramenta correta de ponta de braço, um robô industrial não consegue realizar as tarefas definidas antes dele. Há muitas preocupações também no lado comercial.
Primeiro e mais importante, pneumáticos. EOAT pneumático é a primeira escolha de engenheiros de robótica. Mas quais são as vantagens específicas? Por um lado, EOATs pneumáticos têm uma alta relação potência-tamanho em comparação com outras opções. Como resultado, eles podem ser mais facilmente instalados em certos chassis de robôs ou áreas de trabalho industriais. Empresas preocupadas com os custos iniciais também podem se sair melhor usando os atuadores pneumáticos e EOATs mais familiares. A equação vai além disso, mas usar EOATs pneumáticos pode facilitar o gerenciamento dos custos do primeiro dia.
A operação pneumática é ideal para configurações eficientes onde o formato e o tamanho da peça de trabalho não mudam com tanta frequência. Muitos EOATs pneumáticos podem usinar ou operar apenas um tipo de peça.
No entanto, os EOATs pneumáticos não estão isentos de desvantagens. Eles são a escolha preferida agora, mas têm desvantagens significativas que podem vê-los aposentados do chão de fábrica em favor de seus equivalentes elétricos nos próximos anos.
Essas desvantagens são mais fáceis de resolver em alguns casos, mas ainda assim vale a pena observá-las quando as empresas consideram essa opção:
- Programabilidade menos avançada: Grampos pneumáticos e outras ferramentas pneumáticas de ponta de braço oferecem funções simples de abertura e fechamento em comparação ao EOAT elétrico mais programável.
- Controle limitado sobre a empunhadura: a empunhadura elétrica EOAT é muito mais personalizável, embora variantes pneumáticas possam permitir controle básico da empunhadura variando a pressão.
- Requer ar comprimido: os EOATs exigem uso constante de ar comprimido, o que aumenta seus custos operacionais contínuos.
- Possível comprometimento da qualidade devido a lubrificantes: contaminantes em sistemas de ar comprimido podem representar uma ameaça a alguns produtos particularmente delicados, como alimentos, dependendo da aplicação.
EOAT elétrico: prós e contras
A comunidade de engenharia está cada vez mais buscando ferramentas elétricas de ponta de braço como uma alternativa lógica às ferramentas pneumáticas de braço mecânico. Embora possam fornecer muitas das mesmas funções, atuadores elétricos e EOATs são muito mais flexíveis em algumas maneiras importantes.
Aqui estão as vantagens das ferramentas elétricas de ponta de braço:
- Melhor Programabilidade e Controle: O EOAT motorizado fornece ao usuário controle significativo e programável sobre posicionamento, força da ferramenta, distância de deslocamento e velocidade de deslocamento. Esses recursos são essenciais quando as dimensões do material, produto ou peça mudam regularmente.
- Sistema e configuração simples: O benefício de usar um EOAT elétrico é a eliminação de compressores de ar e seus ciclos de manutenção e substituição associados. A relativa simplicidade de atuadores elétricos e EOATs é atraente para organizações com equipe de engenharia limitada.
- Controle mais fácil em pressões mais baixas: Como mencionado anteriormente, as ferramentas pneumáticas fornecem apenas controle básico de pressão. Em pressões mais baixas, é difícil derivar força útil da ferramenta. As variantes elétricas eliminam essa desvantagem ao fornecer aderência mesmo durante operações delicadas.
- Requisitos de espaço menos rigorosos: como os controles pneumáticos estão totalmente abertos ou fechados a qualquer momento, eles tendem a exigir mais amortecimento de espaço por razões de segurança ao usar peças menores.
Uma das poucas desvantagens dos EOATs motorizados como grampos é que, como discutido, eles são tipicamente mais caros do que seus análogos pneumáticos. Os componentes pneumáticos podem ser mais baratos no primeiro dia, mas seus custos operacionais (incluindo fornecimento de ar comprimido) podem impactar o ROI. Em contraste, os EOATs elétricos podem custar mais no primeiro dia, mas os custos de manutenção são menores.
Essa relação custo-benefício da motorização é algo que vale a pena considerar para empresas que desejam investir ou reinvestir em robôs industriais.
Seleção de ferramentas elétricas e pneumáticas de ponta de braço
Há outras maneiras pelas quais sua aplicação pretendida afeta sua escolha de braço de extremidade de ferramenta. Por exemplo, cada vez menos pinças pneumáticas e ferramentas pneumáticas já estão equipadas com sensores de detecção de grampo. EOATs motorizados podem ser mais facilmente integrados à infraestrutura de IoT (Internet das Coisas) em evolução de uma empresa para fins de coleta de dados.
Em última análise, atuadores e ferramentas elétricos podem provar ser uma opção mais escalável para o futuro mais enxuto e ecológico de equipamentos de fabricação distribuídos, de alta variedade, alto volume e acessíveis.