Robôs KUKA: Automatização do controlo de qualidade e da inspeção

O controlo de qualidade e a inspeção automatizados são essenciais para manter elevados padrões na produção moderna. A KUKA, líder global em robótica e automação, oferece uma gama de soluções, incluindo robôs industriais, cobots (como o LBR iisy) e sistemas de sensores sofisticados, para automatizar essas tarefas cruciais. Este artigo explora a forma como os robôs KUKA melhoram os processos de controlo de qualidade, melhorando a eficiência, a precisão e a consistência em várias indústrias. Se procura otimizar o seu processo de produção e garantir uma qualidade de produto de topo, este artigo fornece informações valiosas.

1. O que é a KUKA AG e o seu papel na automatização industrial?

A KUKA AG, com sede em Augsburg, Alemanha, é um líder mundialmente reconhecido em soluções de automação inteligente. Fundada em 1898, a KUKA tem uma longa história de inovação, inicialmente concentrando-se na iluminação de acetileno e, mais tarde, fazendo a transição para se tornar uma pioneira em robótica industrial. A empresa é conhecida pelos seus robôs industriais laranja, que são utilizados numa vasta gama de indústrias.

A experiência da KUKA reside no desenvolvimento e implementação de sistemas de automação baseados em robôs que melhoram a eficiência, aumentam a produtividade e melhoram a qualidade nos processos de fabrico. A empresa é um ator-chave na revolução da "Indústria 4.0", integrando tecnologias como a Internet das Coisas (IoT), a computação em nuvem e a inteligência artificial (IA) para criar fábricas inteligentes. A KUKA Roboter GmbH é uma parte da KUKA AG.

2. Porque é que o controlo de qualidade e a inspeção automatizados são importantes?

O controlo e a inspeção da qualidade são passos essenciais em qualquer processo de fabrico, assegurando que os produtos cumprem as normas especificadas e as expectativas dos clientes. O controlo de qualidade automatizado oferece várias vantagens em relação à inspeção manual:

• Coerência: Os robôs executam tarefas com precisão e repetibilidade consistentes, eliminando o erro humano e a variabilidade.
• Velocidade: Os robôs podem inspecionar produtos muito mais rapidamente do que os humanos, aumentando o rendimento e reduzindo os tempos de ciclo.
• Exatidão: Os robôs equipados com sensores avançados e sistemas de visão podem detetar até os defeitos mais pequenos, garantindo uma maior qualidade do produto.
• Objetividade: Os robôs fornecem medições e avaliações objectivas, eliminando o julgamento humano subjetivo.
• Recolha de dados: Os sistemas automatizados podem recolher dados pormenorizados sobre a qualidade dos produtos, permitindo aos fabricantes identificar tendências, melhorar os processos e evitar futuros defeitos.
• Poupança de custos: Embora o investimento inicial na automatização possa ser significativo, os benefícios a longo prazo, incluindo a redução dos custos de mão de obra, a minimização do desperdício e a melhoria da eficiência, conduzem frequentemente a um retorno positivo do investimento (ROI).

O controlo de qualidade automatizado é particularmente crucial em ambientes de produção de grande volume e em indústrias com requisitos de qualidade rigorosos, como os sectores automóvel, eletrónico e aeroespacial.

3. Como é que os robôs KUKA melhoram os processos de controlo de qualidade?

Os robôs KUKA melhoram os processos de controlo de qualidade de várias formas:

• Precisão e repetibilidade: Os robôs KUKA são conhecidos pela sua elevada precisão e repetibilidade, assegurando que as tarefas de inspeção são executadas de forma consistente e exacta.
• Rapidez e eficiência: Os robôs podem inspecionar os produtos muito mais rapidamente do que os humanos, aumentando o rendimento e reduzindo os estrangulamentos na inspeção.
• Versatilidade: A KUKA oferece uma ampla gama de robôs, desde modelos pequenos e ágeis até robôs grandes e pesados, capazes de lidar com várias tarefas de inspeção e tamanhos de produtos.
• Integração com sensores e sistemas de visão: Os robôs KUKA podem ser facilmente integrados com vários sensores, incluindo câmaras, lasers e scanners 3D, para realizar inspecções e medições detalhadas.
• Recolha e análise de dados: As plataformas de software da KUKA recolhem e analisam dados de processos de inspeção, fornecendo informações valiosas para a melhoria de processos e prevenção de defeitos.
• Flexibilidade: Os sistemas robóticos da KUKA podem ser facilmente reprogramados e adaptados para inspecionar diferentes produtos ou realizar novas tarefas de inspeção, tornando-os uma solução flexível para as necessidades de produção em constante mudança.

Estas capacidades permitem aos fabricantes atingir níveis mais elevados de controlo de qualidade e eficiência nos seus processos de produção.

4. Que tipos de robôs a KUKA oferece para aplicações de inspeção?

A KUKA oferece uma gama diversificada de robôs adequados para várias aplicações de inspeção:

• Robôs articulados (por exemplo, série KR CYBERTECH): Estes robôs têm várias articulações rotativas, proporcionando uma elevada flexibilidade e uma grande área de trabalho. São ideais para inspecionar peças complexas a partir de vários ângulos.
• Pequenos robôs (por exemplo, série AGILUS): Estes robôs compactos são rápidos e precisos, o que os torna adequados para a inspeção de pequenos componentes e dispositivos electrónicos.
• Robots de colaboração (Cobots) (por exemplo, LBR iiwa, LBR iisy): Os cobots são concebidos para trabalhar em segurança ao lado de trabalhadores humanos sem necessidade de barreiras de segurança. Podem ajudar nas tarefas de inspeção que exigem destreza ou discernimento humano.
• Robôs SCARA: Os robôs SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) foram concebidos para operações de recolha e colocação a alta velocidade e operações de montagem, mas também podem ser utilizados para tarefas de inspeção num plano horizontal.
• Robôs móveis: Os veículos guiados automaticamente (AGVs) e os robôs móveis autónomos (AMRs) podem transportar peças de e para estações de inspeção, automatizando o manuseamento de materiais no âmbito do processo de controlo de qualidade.

O portfólio abrangente de robôs, controladores e software da KUKA garante que os fabricantes possam encontrar a solução ideal para as suas necessidades específicas de inspeção.

5. Quais são alguns exemplos específicos de robôs KUKA no controlo de qualidade?

Os robôs KUKA são utilizados numa vasta gama de aplicações de controlo de qualidade em várias indústrias:

• Indústria automóvel: Os robôs inspeccionam as carroçarias dos automóveis quanto à precisão dimensional, qualidade da soldadura e defeitos de superfície. Também inspeccionam componentes de motores, transmissões e outras peças para verificar a precisão dimensional e a montagem correta.
• Indústria eletrónica: Os robôs inspeccionam as placas de circuito impresso (PCB) quanto à colocação de componentes, defeitos de soldadura e qualidade geral. Também inspeccionam dispositivos electrónicos quanto a defeitos estéticos e funcionalidade.
• Indústria aeroespacial: Os robôs inspeccionam os componentes das aeronaves, como as pás das turbinas e as secções da fuselagem, quanto à precisão dimensional, defeitos de superfície e integridade do material.
• Indústria metalúrgica: Os robôs inspeccionam peças fundidas, forjadas e maquinadas quanto à precisão dimensional, acabamento superficial e defeitos internos.
• Moldagem por injeção: Os robots garantem que as peças produzidas cumprem as normas de qualidade.
• Alimentação e bebidas: Nas linhas de produção, os robôs inspeccionam frequentemente a selagem.

Estes exemplos demonstram a versatilidade dos robôs KUKA na resolução de diversos desafios de controlo de qualidade em diferentes sectores.

6. Como é que os Cobots KUKA, como o LBR iisy, contribuem para as tarefas de inspeção?

Os robôs colaborativos (cobots) da KUKA, como o LBR iiwa e o mais recente LBR iisy, oferecem vantagens únicas para tarefas de inspeção:

• Colaboração entre humanos e robôs: Os cobots podem trabalhar em segurança ao lado de inspectores humanos, combinando a precisão e a repetibilidade do robot com a capacidade de julgamento e adaptação do ser humano. Isto é particularmente útil para tarefas de inspeção complexas que requerem supervisão humana. A colaboração homem-robô (HRC) cria novas possibilidades.
• Facilidade de utilização: Os Cobots foram concebidos para serem fáceis de programar e operar, mesmo para utilizadores sem grande experiência em robótica. Isto permite uma rápida implementação e adaptação às necessidades de inspeção em constante mudança.
• Flexibilidade: Os Cobots podem ser facilmente deslocados e reposicionados para diferentes estações de inspeção ou tarefas, o que os torna uma solução altamente flexível.
• Segurança: Os cobots oferecem funções de segurança integradas.
• Ensino direto: O cobot desloca-se para a posição introduzida com o premir de um botão.
• LBR iisy: O LBR iisy está pronto a funcionar no mais curto espaço de tempo e pode ser rapidamente integrado no processo.

Por exemplo, um cobot pode ser utilizado para segurar uma peça numa orientação específica enquanto um inspetor humano a examina visualmente, ou pode apresentar uma peça a uma câmara para inspeção automática. A capacidade do cobot para interagir em segurança com os humanos abre novas possibilidades para processos de inspeção colaborativos.

7. Que papel desempenham os sensores e os sistemas de visão nas soluções de inspeção da KUKA?

Os sensores e sistemas de visão são componentes cruciais das soluções de inspeção automatizada da KUKA. Eles fornecem ao robot a capacidade de "ver" e "sentir", permitindo-lhe detetar defeitos, medir dimensões e verificar a qualidade do produto. A KUKA integra vários tipos de sensores, incluindo:

• Câmaras 2D: Estas câmaras captam imagens do produto, que são depois analisadas por software para identificar defeitos, medir dimensões e verificar caraterísticas.
• Câmaras 3D: As câmaras 3D fornecem informações de profundidade, permitindo ao robô inspecionar a forma e o contorno das peças e detetar defeitos na superfície.
• Scanners laser: Os scanners laser criam modelos 3D precisos de peças, permitindo medições dimensionais exactas e a deteção de desvios em relação ao modelo CAD.
• Sensores de força e torque: Estes sensores medem as forças e os binários aplicados pelo robô, permitindo-lhe detetar o contacto com a peça e ajustar os seus movimentos em conformidade. Isto é particularmente útil para inspecionar peças delicadas ou frágeis.
• Outros sensores: Dependendo da aplicação específica, podem ser integrados outros sensores, tais como sensores ultra-sónicos, sensores de correntes de Foucault e sensores de raios X, para detetar defeitos internos ou propriedades do material.

A integração destes sensores com os robôs e o software da KUKA cria poderosos sistemas de inspeção capazes de detetar até os mais pequenos defeitos e garantir uma elevada qualidade do produto.

8. Como é que a KUKA garante a fiabilidade e a precisão dos seus sistemas de inspeção?

A KUKA assegura a fiabilidade e a precisão dos seus sistemas de inspeção através de várias medidas-chave:

• Robôs de alta qualidade: Os robôs KUKA são conhecidos pela sua precisão, repetibilidade e durabilidade, fornecendo uma base sólida para sistemas de inspeção fiáveis.
• Calibração: Os robôs e sensores KUKA são cuidadosamente calibrados para garantir medições precisas e desempenho consistente.
• Validação de software: O software da KUKA é rigorosamente testado e validado para garantir a sua precisão e fiabilidade.
• Experiência em integração de sistemas: A KUKA tem uma vasta experiência na integração de robôs, sensores e software em sistemas de inspeção completos, assegurando que todos os componentes funcionam em conjunto sem problemas.
• Validação de processos: A KUKA trabalha com os clientes para validar todo o processo de inspeção, assegurando que este cumpre as normas de qualidade e os critérios de desempenho exigidos.
• Testes: É fundamental efetuar testes exaustivos.

Esta abordagem abrangente à garantia de qualidade assegura que os sistemas de inspeção da KUKA fornecem resultados precisos e fiáveis, proporcionando aos fabricantes confiança na qualidade dos seus produtos.

9. Quais são os benefícios da automatização do controlo de qualidade com os robôs KUKA?

A automatização do controlo de qualidade com os robôs KUKA oferece inúmeras vantagens:

• Melhoria da qualidade do produto: Os robôs asseguram uma inspeção consistente e precisa, conduzindo a uma maior qualidade do produto e a uma redução dos defeitos.
• Aumento da eficiência: Os robôs podem inspecionar os produtos muito mais rapidamente do que os humanos, aumentando o rendimento e reduzindo os estrangulamentos na inspeção.
• Redução de custos: A automatização pode reduzir os custos de mão de obra, minimizar o desperdício e o retrabalho e melhorar a eficiência global da produção.
• Recolha de dados melhorada: Os sistemas automatizados recolhem dados pormenorizados sobre a qualidade dos produtos, permitindo a tomada de decisões com base em dados e a melhoria dos processos.
• Melhoria da segurança dos trabalhadores: Os robôs podem realizar tarefas de inspeção perigosas, como a inspeção de peças a altas temperaturas ou em espaços confinados, reduzindo os riscos para os trabalhadores humanos.
• Repetibilidade: Os robots KUKA garantem a repetibilidade do processo.

Estas vantagens fazem do controlo de qualidade automatizado com robôs KUKA um investimento valioso para os fabricantes que procuram melhorar a sua competitividade e satisfazer as exigências do mercado atual.

10. Qual é o futuro da KUKA Robotics no controlo de qualidade e na inspeção?

O futuro da robótica KUKA no controlo de qualidade e inspeção será provavelmente moldado por várias tendências:

• Aumento da utilização da Inteligência Artificial (IA): A IA e a aprendizagem automática desempenharão um papel cada vez mais importante na melhoria das capacidades de inspeção. Os sistemas de visão alimentados por IA serão capazes de detetar defeitos mais subtis, adaptar-se a variações nos produtos e até aprender a identificar novos tipos de defeitos.
• Maior integração com a Fábrica Inteligente: Os sistemas de inspeção serão cada vez mais integrados com outros sistemas de fábrica, como os sistemas de execução da produção (MES) e os sistemas de planeamento de recursos empresariais (ERP), permitindo a partilha de dados em tempo real e o controlo de qualidade em circuito fechado.
• Expansão da inspeção colaborativa: Os cobots tornar-se-ão ainda mais predominantes nas tarefas de inspeção, permitindo uma colaboração homem-robô mais estreita e uma maior flexibilidade nos processos de inspeção.
• Tecnologias avançadas de sensores: Novas tecnologias de sensores, como a imagem hiperespectral e a deteção de terahertz, permitirão capacidades de inspeção ainda mais detalhadas e abrangentes.
• Miniaturização: À medida que os produtos e componentes se tornam mais pequenos, a procura de robôs de inspeção ainda mais precisos e delicados irá aumentar.

A KUKA está bem posicionada para continuar a ser líder neste campo em evolução, tirando partido da sua experiência em robótica, automação e software para desenvolver soluções inovadoras que satisfaçam as necessidades futuras do controlo de qualidade e da inspeção. A automação da KUKA com a KUKA é muito importante para a indústria.

Principais conclusões

• A KUKA AG é um líder mundial em robótica e automação, oferecendo soluções para controlo de qualidade e inspeção automatizados.
• O controlo de qualidade automatizado oferece vantagens em relação à inspeção manual, incluindo consistência, velocidade, precisão, objetividade, recolha de dados e redução de custos.
• Os robôs KUKA melhoram o controlo de qualidade através da precisão, repetibilidade, velocidade, versatilidade, integração de sensores, análise de dados e flexibilidade.
• A KUKA oferece uma gama de robôs para inspeção, incluindo robôs articulados, pequenos robôs, cobots (como o LBR iisy e o LBR iiwa), robôs SCARA e robôs móveis.
• Exemplos específicos de robôs KUKA no controlo de qualidade podem ser encontrados nas indústrias automóvel, eletrónica, aeroespacial e metalomecânica, entre outras.
• Os cobots KUKA contribuem para a inspeção através da colaboração homem-robô, facilidade de utilização e flexibilidade.
• Os sensores e sistemas de visão (câmaras 2D, câmaras 3D, scanners laser, sensores de força e binário) desempenham um papel crucial nas soluções de inspeção da KUKA.
• A KUKA assegura a fiabilidade e a precisão através de robôs de alta qualidade, calibração, validação de software, experiência em integração de sistemas e validação de processos.
• Os benefícios da automatização do controlo de qualidade com a KUKA incluem a melhoria da qualidade do produto, o aumento da eficiência, a redução de custos, a melhoria da recolha de dados e a melhoria da segurança dos trabalhadores.
• O futuro da robótica KUKA no controlo de qualidade envolve uma maior utilização da IA, maior integração com a fábrica inteligente, expansão da inspeção colaborativa, tecnologias avançadas de sensores e miniaturização.
• Se pretende automatizar o processo de produção, a KUKA é uma boa escolha.
• A colocação em funcionamento dos novos robôs da KUKA será simples.