O conceito Robô Colaborativo Industrial (cobot), surgiu pela primeira vez em 1995, como parte de um projeto de investigação realizado pela Fundação General Motors [17]. Um sistema é considerado colaborativo quando existe ou possa existir uma interação, em tempo-real, entre o operador e o robô durante a execução de uma tarefa. Lado a lado
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com a robótica colaborativa vem o termo segurança que neste tipo de robôs é levado ao topo da sua inovação. A interação entre o operador e o sistema visa reproduzir os movimentos físicos (membros superiores e/ou inferiores, mãos, dedos) do operador. O termo colaborativo aplicado aos sistemas robóticos permite distinguir entre dois modelos: a telemanipulação e a manipulação colaborativa. Na telemanipulação existe uma interação indireta entre o operador e o sistema robótico [18].
Os cobots são destinados à interação direta com um trabalhador humano, lidando com uma carga partilhada. Sendo estes, uma subdivisão dos braços manipuladores industriais convencionais tendo como principal diferença a não necessidade de divisão de áreas de trabalho entre operador e robô e também pela preocupação por parte dos construtores na construção do corpo destes robôs uma vez não tem esquinas nem zonas que possam hipoteticamente ferir ou entalar operadores.
É necessário ainda separar os cobots dos robôs teleoperados, nos quais um operador humano controla um robô e uma carga remotamente. Estes equipamentos interagem com as pessoas produzindo “superfícies virtuais” definidas por software que limitam e guiam o movimento da carga partilhada, olhando sempre ao fator segurança. Os benefícios ergonô- micos e de produtividade resultam da combinação da força e da interface do computador do cobot com a perceção e a destreza do trabalhador humano [17].
O objetivo da utilização destes equipamentos é conseguir que seja possível trabalhar com as pessoas lado a lado sem supor nenhum tipo de contratempo. Hoje em dia mais de vinte anos depois da sua aparição, os cobots estão presentes nas mais variadas fábricas e também na consciência do público em geral. Entretanto, ainda são muitos os que não conseguem compreender a diferença entre um robô tradicional e um cobot [19].
As principais Vantagens de Braços Robóticos Colaborativos são:
• Equipas de humanos e máquina: Os robôs da indústria clássica realizavam o seu trabalho a seguirem um programa fixo, o que incluía não ter em conta as pessoas que trabalhavam com estes. De facto, neste caso, os acidentes evitam-se mantendo espaços de segurança. Estes cobots estão desenhados especificamente para trabalhar
com pessoas. Deste modo, em vez de estarem "enjaulados", trabalham num ambiente cooperativo e ajudam com tarefas complexas que podem não ser completamente automatizadas.
• Mais económico: Um dos aspetos mais atrativo dos cobot é o seu baixo custo se com- parado com opreço de um robô convencional. A possibilidade de serem reutilizados em diferentes funções de maneira rápida e serem de fácil programação permite que a sua instalação seja viável em qualquer tipo de empresa de qualquer sector. • Comportamento inteligente e seguro: Estes equipamentos estão desenhados para
trabalhar na mesma área que os operadores. Com sensores sofisticados, os cobot imobilizam ao mínimo contacto, o que permite evitar qualquer perigo para as pes- soas. Isso faz com que as áreas fechadas e os espaços de segurança já não sejam necessários.
• Flexíveis e com capacidade de aprendizagem: Os cobot são muito fáceis de pro- gramar. Por exemplo, um técnico pode realizar um movimento com o braço do
cobot e este pode reproduzir o mesmo movimento de forma automática, o que reduz
consideravelmente qualquer processo de programação.
• Aplicável em qualquer lugar: Os cobots não só são fáceis de reprogramar, também são relativamente fáceis de mover e de utilizar noutros pontos de linhas de produção. A maioria dos cobot podem ser montados em qualquer orientação, desde o solo até as paredes e tetos.
Como desvantagens podem ser apontadas a perda de velocidade em ralação aos robôs convencionais e a falta de robustez que pode serem impeditivo para implementar em algumas áreas especificas.
Exemplo disso é o robô colaborativo UR3 (Figura 2.11) que apresenta as caracterís- ticas ideais para tarefas leves de montagem e trabalhos que exigem precisão absoluta. Com rotação de 360 graus em todas as articulações e rotação infinita na junta final. O Universal Robots (UR)3 torna-se num dos robôs mais flexíveis e versáteis do mercado
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atualmente, as principais características que sobressaem são a automatização de tarefas até 3 kg e o alcance de raio até 500 mm, importa ainda salientar que embora não seja uma característica fundamental o peso do robô é de apenas 11 kg [15].
Figura 2.11: Robô Colaborativo UR3 [15].
A empresa UR é especialista na construção de cobot e leva em consideração diversos aspetos da sua construção como precisão, velocidade, otimização ou ergonomia. Olhando à qualidade torna-se um produto extremamente fiável e com um preço competitivo e com tempo de recuperação do investimento médio de apenas 195 dias [15].A oferta da empresa é pequena em termos de variação de modelos existem apenas UR3, UR5 e UR10, sendo a carga útil de cada robô 3kg, 5 kg e 10kg respetivamente.
Aliada a todas as características destes robôs está a definição fundamental de colabo- ração e de segurança, os robôs UR podem trabalhar lado a lado com operadores, já que a sua sensibilidade de força integrada faz com que os robôs parem de funcionar automa- ticamente quando se deparam com obstáculos. Além disso, o robô pode ser programado para operar em modo reduzido quando uma pessoa entrar na sua área de trabalho. O conceito de ser um robô colaborativo passa também por ser intuitivo, acessível e de fácil instalação [15].