Desenvolvimento de Garras para Soluções Robotizadas

A célula robotizada é uma das opções mais eficazes para as indústrias que buscam aumento de produtividade e melhoria da qualidade. Dentre os componentes, a garra do robô destaca-se pela versatilidade para realizar a manipulação de produtos dos mais variados tipos. A garra é como “uma mão” para o robô - são desenvolvidas garras especiais para atender as necessidades específicas do processo/linha de produção.

O desenvolvimento de uma garra depende do tipo de produto que será manipulado em prol a produtividade. Quanto maior o número de peças manipuláveis na garra, menor o número de ciclos para o robô, consequentemente sobrará mais tempo para este, atenuando seus esforços físicos, fazendo com que aumente sua vida útil.

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MANIPULAÇÃO DE PRODUTOS ALIMENTÍCIOS QUE SERÃO EMBALADOS

Para que um sistema possa substituir uma linha de manipulação manual nas indústrias alimentícias, leva-se em consideração a integridade do produto, as exigências de qualidade e a solução como um todo.

Figura 1 – Célula Robotizada - Manipulação de Chocolates

Observa-se na Figura 1 uma solução integrada em que o chocolate será manipulado para embalagem primária - blisters. A garra do robô possui seis ventosas que individualmente pegam os produtos. Os chocolates são selecionados por meio de um sistema de visão que informa aos robôs a posição de cada um. A garra do robô pega produto por produto de forma independente. A massa e a velocidade com que a garra atua também influenciam na performance do robô, por isso selecionam-se materiais mais ágeis e mais leves como Polímeros e Alumínio – que estão de acordo com as exigências de qualidade.

Uma garra com acionamento pneumático depende de uma alimentação de ar comprimido e componentes auxiliares. Quando se utiliza vácuo como meio de agregação do produto à garra, ventosas são colocadas como interface. O material dessa ventosa deve ser atóxico, pois é o componente que estará em contato direto com o produto.

PROJETO DE GARRA

O projeto da garra parte normalmente do zero, salvo soluções padrão ou existentes. No caso de uma garra exclusiva, o modelo 3D, como a Figura 2, parte de uma ideia ou de um protótipo.

Figura 2 – Projeto de Garra

Para garras complexas que possuem custos altos de fabricação ou peças, recomenda-se, antes do projeto final, um pré-projeto ou um protótipo (exemplo Figura 3) que consiga testar fisicamente em um modelo mais simples com componentes básicos (menor preocupação com detalhes como materiais, acabamento, marca de componentes etc.).

Figura 3 – Protótipo de Garra

A construção definitiva de uma garra para manipulações com robôs exige rigidez estrutural e fixação precisa para garantir que durante o trabalho produtivo não se desmonte, pois sofrerá um esforço repetitivo constante.

VARIÁVEIS DOS PRODUTOS

Produtos manipuláveis tem peculiaridades (dimensionais ou do próprio material) que exigem garras específicas. É normal o uso de ventosas para produtos embalados, mas para produtos sem embalagem, dependerá da textura da face para a pega.

No exemplo da Figura 4 não foi possível a utilização de vácuo por conta da densidade do produto, além da manipulação de duas peças ao mesmo tempo (empilhadas). Foi necessário usar o conceito de pinça para possibilitar manipulação.

A velocidade da garra influencia diretamente no projeto: a tecnologia que existe para pegar um objeto em movimento e depositar também em movimento, somados com a velocidade da garra, atrasam a produtividade do robô. Logo, quanto mais rápida for a garra, sobrará mais tempo para o robô.

Um dos desafios é absorver variação dimensional - ser rápido e não danificar o produto (produto quebradiço). Nesses casos ocorrem revisões da garra ou até mesmo mudança de conceito, se a performance dela atrapalha o sistema como um todo.

Figura 4 – Garra tipo “Pinça”

SOLUÇÃO SOB-MEDIDA

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