Tipos de robótica: saiba quais são e como funcionam

A robótica é uma área fascinante e em constante evolução, que desempenha um papel crucial na automação industrial e em diversas outras aplicações tecnológicas. 

Desde a fabricação de automóveis até a exploração espacial, os robôs estão presentes em inúmeras atividades, aumentando a eficiência, precisão e segurança dos processos. 

Neste artigo, exploraremos os diferentes tipos de robótica, suas características específicas e como cada um deles funciona.

O que é robótica?

A robótica é um campo interdisciplinar que combina mecânica, eletrônica, computação, inteligência artificial e controle automático para projetar, construir e operar robôs. 

Esses dispositivos são capazes de realizar tarefas de maneira autônoma ou semiautônoma, sendo amplamente utilizados em diversas áreas como indústria, medicina, exploração espacial, serviços e agricultura. 

A robótica visa aumentar a eficiência, precisão e segurança dos processos, substituindo ou auxiliando o trabalho humano em atividades repetitivas, perigosas ou complexas.

Quais são os tipos de robótica?

A robótica é uma área vasta e diversificada, com diferentes tipos de robôs projetados para atender a várias necessidades e aplicações. Aqui estão os principais tipos de robótica:

Robótica Industrial

Robôs industriais são fundamentais na automação de processos de fabricação. 

Eles são projetados para realizar tarefas repetitivas com alta precisão e eficiência, como montagem, soldagem, pintura, envase e embalagem. 

Esses robôs são comuns em linhas de produção de automóveis, eletrônicos e outros produtos manufaturados.

Robótica de Serviço

Robôs de serviço são projetados para ajudar humanos em tarefas cotidianas, tanto em ambientes domésticos quanto comerciais. 

Exemplos incluem aspiradores robóticos, robôs de limpeza, robôs de segurança e assistentes pessoais. Eles são cada vez mais populares em lares e empresas, melhorando a conveniência e a eficiência.

Robótica Médica

Robôs médicos desempenham um papel crucial na área da saúde, auxiliando em procedimentos cirúrgicos, reabilitação e cuidados com pacientes. 

A robótica na medicina tem revolucionado procedimentos cirúrgicos, permitindo operações minimamente invasivas com maior precisão.

A robótica médica está presente ainda com Robôs assistentes utilizados em hospitais para transportar suprimentos, medicamentos e até mesmo para desinfetar ambientes e ainda Micro robôs que estão sendo desenvolvidos para realizar tarefas dentro do corpo humano, como entrega direcionada de medicamentos e desobstrução de artérias.

Robótica de Exploração

Robôs de exploração são projetados para operar em ambientes extremos e inacessíveis para humanos, como o fundo do mar ou o espaço. São usados em missões de exploração espacial, pesquisa submarina e operações de resgate. 

Robótica de Defesa e Segurança

Robôs de defesa e segurança são utilizados em operações militares e de segurança pública. Podem realizar tarefas como desarmamento de bombas, vigilância e reconhecimento. Exemplos incluem drones militares e robôs de desminagem.

Quais os três elementos da robótica?

A robótica é uma área multidisciplinar que combina várias tecnologias e princípios para criar sistemas robóticos eficientes e funcionais.

Há três elementos fundamentais da robótica que trabalham em conjunto para formar um sistema robótico completo, capaz de interagir com o ambiente, tomar decisões e executar tarefas de maneira autônoma ou semiautônoma, que são:

1. Sensores

Os sensores são dispositivos que permitem ao robô perceber e interpretar o ambiente ao seu redor. 

Eles coletam dados sobre diversas condições, como temperatura, luz, pressão, proximidade, movimento e muito mais. Exemplos de sensores incluem câmeras, sensores de ultrassom, acelerômetros e giroscópios.

2. Atuadores

Atuadores são componentes que permitem ao robô realizar ações físicas no mundo real, pois convertem energia (elétrica, hidráulica, pneumática) em movimento ou força. 

São responsáveis por movimentos como rotação, translação, elevação e manipulação de objetos. Exemplos de atuadores incluem motores elétricos, cilindros hidráulicos e servomotores.

3. Controladores

Os controladores são o “cérebro” do robô, responsáveis por processar as informações recebidas dos sensores e comandar os atuadores. 

Eles executam algoritmos de controle e tomam decisões baseadas nos dados sensoriais para garantir que o robô execute suas tarefas de maneira eficiente e precisa. 

Podem ser microcontroladores, computadores embarcados ou sistemas de controle mais complexos, como Controladores Lógicos Programáveis (CLPs).

Como a robótica impacta na produtividade de indústrias?

A robótica tem revolucionado a produtividade nas indústrias ao introduzir avanços significativos em várias áreas. Vamos explorar como a robótica impacta a eficiência nas operações industriais, a automatização de processos, a redução de custos, a segurança e a otimização da produção.

Eficiência nas operações industriais

A robótica aumenta a eficiência das operações industriais ao realizar tarefas repetitivas com alta precisão e velocidade. 

Robôs industriais podem operar 24 horas por dia, 7 dias por semana, sem necessidade de pausas, o que maximiza a produção e minimiza o tempo de inatividade. 

Além disso, a precisão dos robôs reduz a margem de erro, resultando em produtos de alta qualidade e menos desperdício.

Automatização de processos

A automatização de processos é um dos principais benefícios da robótica. Robôs podem ser programados para executar uma ampla gama de tarefas, desde montagem e soldagem até embalagem e inspeção de qualidade. 

A automatização permite que as indústrias realizem operações complexas de maneira mais rápida e eficiente, liberando os trabalhadores humanos para se concentrarem em tarefas mais estratégicas e criativas.

Redução de custos

A implementação de robôs pode levar a uma significativa redução de custos operacionais. 

Embora o investimento inicial em robótica possa ser alto, os benefícios a longo prazo incluem menor necessidade de mão de obra, redução de erros e desperdícios, e menor tempo de produção. 

Além disso, a manutenção preventiva e a vida útil prolongada dos robôs contribuem para a economia de custos.

Segurança

A segurança é uma preocupação crucial nas indústrias, e a robótica desempenha um papel vital na melhoria das condições de trabalho. 

Robôs podem assumir tarefas perigosas, como manuseio de materiais tóxicos, operações em ambientes extremos e trabalhos em alturas elevadas. 

Isso reduz o risco de acidentes e lesões para os trabalhadores humanos, promovendo um ambiente de trabalho mais seguro.

Otimização da produção

A robótica permite a otimização da produção através da integração de sistemas inteligentes e análise de dados em tempo real. 

Robôs equipados com sensores e conectados a redes de dados podem monitorar e ajustar processos de produção automaticamente, garantindo a máxima eficiência. 

A análise de dados também permite a identificação de gargalos e a implementação de melhorias contínuas nos processos de fabricação.

Tipos de robótica: principais tendências para o ambiente industrial

Nos últimos anos, o setor de robótica tem testemunhado várias inovações que estão transformando o ambiente industrial. Algumas das inovações mais notáveis incluem:

• Robôs Colaborativos (Cobots): Projetados para trabalhar ao lado de humanos, os cobots são seguros, flexíveis e fáceis de programar, permitindo uma integração mais rápida e eficiente nas linhas de produção.
• Inteligência Artificial (IA) e Machine Learning: A incorporação de IA e machine learning permite que os robôs aprendam e se adaptem a novas tarefas, melhorando continuamente sua eficiência e precisão.
• Robótica Móvel Autônoma (AMR): Robôs móveis autônomos são capazes de navegar de forma independente em ambientes industriais, transportando materiais e otimizando a logística interna.
• Robótica de Nuvem: A conectividade em nuvem permite que os robôs compartilhem dados e aprendizados, melhorando a coordenação e a eficiência em operações distribuídas.
• Robôs de Inspeção e Manutenção: Equipados com sensores avançados, esses robôs realizam inspeções e manutenções preventivas em locais de difícil acesso, aumentando a segurança e reduzindo o tempo de inatividade.

Como os diferentes tipos de robôs são classificados?

Os robôs podem ser classificados de várias maneiras, dependendo de suas características e aplicações. Abaixo, exploramos as principais categorias de robôs:

Móveis Aquáticos Submarinos

São projetados para operar debaixo d’água, realizando tarefas como inspeção de estruturas subaquáticas, exploração de recursos marinhos e pesquisa científica. Possuem sensores e câmeras, que os ajudam a navegar e coletar dados em ambientes submersos.

Móveis Aquáticos Marinos

Diferentes dos submarinos, esses robôs operam na superfície da água, e são usados para monitoramento ambiental, coleta de dados oceanográficos e apoio em operações de resgate. Podem ser autônomos ou controlados remotamente.

Móveis Aéreos

Conhecidos como drones, são capazes de voar e são amplamente utilizados em diversas aplicações, como vigilância, entrega de mercadorias, mapeamento aéreo e fotografia. Podem ser controlados remotamente ou operar de forma autônoma.

Móveis Terrestres com Pernas

Esses robôs imitam a locomoção de animais e humanos, utilizando pernas para se mover. São ideais para terrenos irregulares e difíceis, onde robôs com rodas não conseguem operar eficientemente. Aplicações incluem exploração, resgate e missões militares.

Móveis Terrestres com Rodas

São comuns em ambientes industriais e de serviços, onde auxiliam no transporte de materiais, inspeção de instalações e tarefas de logística. Sua mobilidade em superfícies planas é altamente eficiente, e podem ser programados para seguir rotas específicas.

Fixos Paralelos

Possuem uma estrutura de múltiplos braços conectados a uma base fixa, permitindo movimentos precisos e rápidos. São amplamente utilizados em tarefas que exigem alta precisão, como montagem de componentes eletrônicos e manipulação de pequenos objetos.

Fixos Série

Robôs fixos série têm uma estrutura de braço articulado, onde cada junta é conectada em série. Costumam ser usados em linhas de produção automotiva, soldagem, pintura e outras tarefas industriais que requerem movimentos repetitivos e precisos.

Quantos tipos de robô industrial existem?

Existem vários tipos de robôs industriais, cada um tem suas vantagens e desvantagens, e a escolha do robô adequado depende das necessidades específicas da aplicação. Abaixo, detalhamos os principais tipos:

O Robô Articulado

É um dos mais versáteis e amplamente utilizados na indústria. Possui múltiplas juntas rotativas, geralmente de 4 a 6 eixos, o que lhe confere alta flexibilidade e alcance. 

Pode realizar movimentos complexos em várias direções, tornando-o ideal para tarefas que exigem precisão e repetibilidade, como soldagem, montagem e pintura. 

No entanto, sua complexidade pode resultar em um custo mais elevado e a necessidade de programação avançada.

O Robô Cartesiano

Também conhecido como robô de coordenadas retangulares, movimenta-se em três eixos lineares (X, Y, Z). Sua estrutura simples facilita a programação e a integração em sistemas existentes. 

É altamente preciso em movimentos lineares e frequentemente utilizado em aplicações de pick-and-place, montagem e manipulação de materiais. 

Apesar de sua precisão, ele é limitado a movimentos lineares e pode ocupar mais espaço devido à sua estrutura.

O Robô Cilíndrico

Combina movimentos lineares e rotativos, com um braço que se move verticalmente e um eixo rotativo. 

Essa configuração é útil para tarefas que requerem movimentos circulares e lineares, como operações de montagem e manipulação de materiais. 

Sua estrutura compacta é uma vantagem em espaços confinados, mas ele é menos flexível que os robôs articulados e possui um alcance e complexidade de movimento limitados.

O Robô Polar

O Robô Polar, ou esférico, movimenta-se em coordenadas polares, combinando rotação, elevação e extensão. Seu braço é montado em uma base rotativa, permitindo um grande alcance radial. 

Ótimo para tarefas que exigem movimentos amplos e variados, como a manipulação de materiais em grandes áreas. 

Contudo tende a ser menos preciso em comparação com outros tipos de robôs, e sua estrutura complexa pode dificultar a manutenção.

O Robô Scara

Movimenta-se em um plano horizontal com um braço rígido verticalmente, conhecido por sua alta velocidade e precisão, e ideal para tarefas de montagem e operações de pick-and-place. 

A sua principal limitação é que ele é restrito a movimentos em um plano horizontal, o que pode limitar sua aplicação em tarefas tridimensionais.

O Robô Delta

Possui uma estrutura composta por braços paralelos conectados a uma base fixa, permitindo movimentos rápidos em três eixos. 

É extremamente rápido e preciso, adequado para tarefas de alta velocidade, como embalagem, montagem e manipulação de pequenos componentes. 

A desvantagem é que ele é limitado a cargas leves, e sua estrutura complexa pode ser difícil de programar e manter.

Quais são os principais componentes de um robô?

Os equipamentos robóticos podem ser formados por partes mecânicas, microeletrônicas, hidráulicas, pneumáticas e elétricas. Destacamos os componentes principais:

Sistema de acionamento

O acionamento dos robôs é feito por dispositivos elétricos, servos acionados, pistões hidráulicos ou pneumáticos, que são responsáveis pelo desempenho dinâmico do equipamento e pelo movimento de suas articulações.

Cada acionador tem características próprias e servem para converter e transmitir a potência necessária para todos os eixos do robô. A escolha do tipo de acionamento depende da aplicação.

Sistema de controle

O controle de um robô é um processo dinâmico e contínuo, em malha fechada, onde a unidade central está constantemente recebendo informações dos sensores, processando essas informações, tomando decisões e enviando comandos para os atuadores. 

A complexidade deste sistema pode variar enormemente dependendo da aplicação do robô, desde simples robôs de linha de montagem até robôs autônomos altamente sofisticados usados em exploração espacial ou cirurgias médicas.

Sistema de medição

Sistema formado por sensores que ajudam o robô a dar respostas, de acordo com a programação recebida e com o ambiente em que estiver inserido. Posicionados estrategicamente, esses elementos cumprem diferentes funções, e seus tipos mais comuns são:

• sensor de proximidade;
• sensor de velocidade;
• sensor de temperatura;
• sensor de localização;
• sensor de distância;
• sensor de posição (como o encoder); etc.

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Conclusão

Em conclusão, a escolha do robô industrial adequado é crucial para otimizar a eficiência e a produtividade de qualquer linha de produção. 

Com uma variedade de opções, cada um com suas próprias vantagens e desvantagens, é essencial avaliar cuidadosamente as necessidades específicas do seu projeto. 

A Kalatec está preparada para oferecer a solução ideal, fornecendo tecnologia avançada e suporte especializado para garantir que seu projeto industrial atinja os melhores resultados possíveis.