Quais os Principais Objetivos da Robótica? Quais os Tipos de Robôs Existentes? Aonde Foi Utilizado o Primeiro Robô? Quais São as Principais Classes da Automação Industrial?
A palavra “Robô” é derivada do tcheco
“Robota” que significa trabalhador compulsório,
escravo ou servo. Ela foi usada pela primeira vez pelo escritor tcheco Karel Capek
em um conto de 1921, para designar os dispositivos mecânicos que, tendo
aparência humana, mas sem sentimentos humanos, realizavam tarefas automáticas e
repetitivas. Nesse conto, os robôs eventualmente faziam mais do que isso,
destruindo seus criadores. Este tipo de robô humanoide é muito explorado na
ficção científica e, hoje em dia, são as pesquisas japonesas que buscam
desenvolver robôs-androides, cada vez mais parecidos com os seres humanos,
tanto do ponto de vista estético, quanto do ponto de vista comportamental. Atualmente,
a maioria dos robôs em uso está muito próxima de um dispositivo chamado “manipulador”
que consiste em um braço mecânico controlado por uma pessoa ou automaticamente.
Nesse texto abordaremos os robôs
de uso industrial, utilizados na automação de tarefas comuns ao chão de
fábrica, cujo surgimento e utilização se deveu à integração dos dispositivos eletromecânicos
de alta precisão com dispositivos eletrônicos de controle altamente miniaturizados.
Talvez, o primeiro robô digno deste nome tenha sido o modelo experimental SHAKEY
do Instituto de Pesquisas de Stanford produzido em1960. Ele era capaz de
empilhar blocos se valendo de uma câmera que simulava o sentido da visão. Desde
então, o desenvolvimento dos Robôs se deveu, em primeiro lugar, a uma demanda
de diversos setores industriais por dispositivos que permitissem automatizar
processos produtivos e, em segundo lugar, a um desenvolvimento vertiginoso da microeletrônica
e da eletromecânica, áreas cujas tecnologias eram e são necessárias para a
criação e produção de Robôs cada vez melhores.
Objetivos da Robótica
·
Aumento da produtividade através da otimização
da velocidade de trabalho do robô e a consequente redução de tempo na produção;
·
Realização de trabalhos não desejados, tediosos (alimentar
máquina-ferramenta) ou perigosas e hostis (ambientes com temperaturas elevadas
e presença de materiais tóxicos, inflamáveis e radioativos).
·
Otimização do rendimento de outras máquinas e
ferramentas alimentadas ou auxiliadas por robôs;
·
Diminuição dos prazos de entrega de produtos;
Tipos de Robôs
Um Robô Industrial é um dispositivo eletromecânico projetado para realizar diferentes tarefas, repetidamente, movendo peças, ferramentas e dispositivos especiais entre pontos diversos, realizando trajetórias de acordo com uma programação prévia, imitando os movimentos de um ser humano. Esta definição envolve três (3) tipos de Robôs:
·
Robô Fixo – Também chamado de Braço
Mecânico, é montado sobre uma base a qual lhe serve de sustentação física e de
referência de movimentos. É o tipo mais comum de Robô e o mais usado em aplicações
industriais;
·
Robô Móvel – Também chamado de Carro ou
AGV (Automatically Guided Vehicle = Veículo Guiado Automaticamente), pois pode
se locomover com certa autonomia obedecendo a um controle.
·
Robô Humanoide – Também chamado de androide
por seu aspecto humano: anda sobre duas pernas (o que permite subir e descer
escadas), possui dois braços (o que permite manipular objetos da mesma maneira
que o ser humano) e tem dois sistemas de captação de imagem na parte frontal da
cabeça (o que lhe dá visão estéreo e o mesmo ponto de vista de um ser humano).
Por estas características pode substituir um ser humano sem necessidade de
adaptação do ambiente.
Classificação dos
Robôs
·
Robô de 2ª Geração: robô que se comunica com
outros robôs;
·
Robô de 3ª Geração: utiliza inteligência
artificial. Esse software permite a tomada de decisão (sistema especialista /
lógica fuzzy).
ROBÔ INDUSTRIAL
O “braço mecânico” é popularmente identificado como o robô propriamente dito, sendo composto das partes mecânicas e elétricas necessárias para que haja movimento. Mas, para que haja flexibilidade de movimentos e para controlar estes movimentos do braço mecânico é necessário um “controlador” (Computador). Este controlador deve ser ligado aos atuadores e aos sensores do braço mecânico e age como o cérebro do sistema. É importante notar que em um robô industrial, a potência requerida pelos atuadores exige a inclusão de um módulo de “acionamento” entre o controlador e o manipulador.
Automação Industrial
A AUTOMAÇÃO e a ROBÓTICA são duas
tecnologias que estão intimamente relacionadas, podendo-se definir a automação
como uma tecnologia que utiliza sistemas mecânicos, elétricos e computacionais
na operação e no controle da produção. Já a robótica foi definida como a
tecnologia que utiliza sistemas mecânicos que, controlados por circuitos eletrônicos
mediante programação, executam tarefas que imitam movimentos humanos. Um
sistema de automação pode ter robôs trabalhando sozinhos ou junto a seres humanos,
como também pode ser um processo automático, em que não existem robôs.
Classes da Automação
Industrial
·
Fixa ou Automatização Dura: O volume de
produção é muito elevado com pequena variedade, onde as máquinas funcionam sem
a intervenção humana. Um bom exemplo é o processo mecânico com broca
automatizado.
·
Programável: É similar à fixa; porém, o
processo pode ser reprogramável para executar a mesma tarefa de outra maneira.
Tem como característica o baixo volume de produção e uma grande variedade de
produtos a serem fabricados. Exemplo: Um CNC que movimenta a máquina.
·
Flexível: Semelhante à programável, pois
ambas se constituem de máquinas que são automáticas e reprogramáveis. A
diferença é que a automação flexível pode executar diferentes tipos de tarefas
com diferentes tipos de aplicação.
As Aplicações dos
Robôs
·
Abastecimento de Prensas (Características da
Tarefa): (a) Perigo (peças e
partes em movimento contínuo); (b) Manipulação
de cargas pesadas; (c) Barulho
elevado; (d) Atividade monótona.
·
Manipulação de Moldes (Características da
Tarefa): (a) Operação com
máquinas injetoras; (b) Perigo
(temperaturas elevadas).
·
Abastecimento de Máquinas e Ferramentas (Características
da Tarefa): (a) Operação de
máquinas operatrizes; (b) Otimização
do tempo; (c) Necessidade de
sincronismo (máquina e robô).
·
Solda Ponto (Características da Tarefa): (a) Dificuldade de solda (qualidade); (b) Atividade monótona; (c) Alta precisão (o eletrodo deve ficar
perpendicular às peças); (d) Perigo (faíscas); (e) Barulho elevado.
·
Solda Elétrica (Características da Tarefa):
(a) Dificuldade da solda
(qualidade); (b) Atividade monótona; (c) Alta precisão (movimento em velocidade
constante ao longo do contorno da peça); (d) Perigo (temperatura e faíscas);
(e) Barulho elevado.
·
Pintura Spray (Características da Tarefa):
(a) Perigo (ar poluído com tinta); (b) Precisão (qualidade e uniformidade
da pintura).
·
Montagem (Características da Tarefa): (a) Aplicação complexa para os robôs,
pois exige grande flexibilidade; (b)
Troca automática do atuador final, para lidar com peças de tamanhos e formas variadas;
(c) Detecção de impacto e controle
de força; (d) Utilizado na
manipulação de elementos delicados; (e)
A integração humana é necessária.
·
Acabamento (Características da Tarefa): (a) Lixar, polir e retificar superfícies;
(b) Rebarbar moldes e peças; (c) Necessidade de movimentos constantes
para o acabamento ser homogêneo; (d)
Atividade monótona; (e) Perigo
(poeira).
OBSERVAÇÃO: Em
determinadas aplicações, a trajetória percorrida pelo robô durante a atividade
deve ser analisada e levada em consideração. Nas atividades de montagem, solda
ponto e abastecimento de prensas, a trajetória não influencia no resultado
final. Já nas atividades de pintura e solda elétrica, a trajetória para a
realização da atividade é importante, pois não podemos pintar um carro, por exemplo,
em zig-zag ou soldar duas peças de forma aleatória.
REFERÊNCIAS
BIBLIOGRÁFICAS
AXEL Daneels; WAYNE Salter. What is SCADA? IT/CO. Silva, Sérgio Francisco (2000). Automação Industrial Via Internet: Uma Abordagem de Software Voltada à Pequena Empresa, Centro Universitário do Triângulo - Unit, Uberlândia − MG.
FERREIRA, Ed’Wilson T. (2001). Segurança de Redes de Computadores em Ambiente Industrial, Universidade Federal de Uberlândia - UFU, Uberlândia – MG.
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