Leitura dos dados de instalação do robô através das vedações, garras, amortecedores, diafragmas e interfaces flexíveis menos visíveis dentro de cada célula.

Os dados de remessa de robôs contabilizam as máquinas visíveis. Não incluem as pequenas vedações, interfaces de sucção, buchas de cabos, amortecedores, diafragmas e elementos de vibração que permitem que essas máquinas trabalhem em ambientes com poeira, fluido refrigerante, calor ou movimentos rápidos. Muitas dessas peças são moldadas em torno de uma célula ou atuador final.

A demanda por componentes de borracha para automação está crescendo porque os equipamentos estão se tornando mais especializados. Um braço robótico padrão pode atender a diversos setores, mas sua garra, circuito de fluido, proteção e interface de processo variam de acordo com o produto manipulado.

A base de instalação atual

A Federação Internacional de Robótica relata que 542.000 robôs industriais foram instalados em todo o mundo em 2024, mais do que o dobro do nível de dez anos antes. As instalações anuais ultrapassaram 500.000 pelo quarto ano consecutivo, e a Ásia representou 74% das novas implantações. [1]

O mesmo conjunto de dados mostra uma demanda diferente por setor. Os setores elétrico e eletrônico registraram 128.899 instalações em 2024, o automotivo 126.088, o de metal e máquinas 88.777 e o de plásticos e produtos químicos 26.491. Cada grupo expõe os componentes a diferentes meios e movimentos. [2]

No efetor final

As peças de borracha para equipamentos robóticos incluem ventosas, dedos flexíveis, almofadas e foles. A borracha deve aderir sem marcar, recuperar a forma original durante o ciclo e tolerar poeira do produto ou produtos químicos de limpeza. A geometria geralmente segue o objeto manipulado, em vez de um tamanho padrão de catálogo.

Componentes de borracha personalizados podem incorporar canais de vácuo, lábios de vedação e nervuras de reforço em uma única peça moldada. O projeto deve permitir limpeza, inspeção e substituição. Uma peça côncava complexa que esconde rachaduras pode causar paradas não planejadas.

Dentro do circuito pneumático e hidráulico

As vedações para automação industrial atuam em cilindros, válvulas, manifolds e conexões rápidas. Ciclos de trabalho mais elevados podem aumentar o calor gerado pelo atrito e o desgaste. Pressão intermitente, partidas a seco e lubrificação com ar comprimido alteram o desempenho em comparação com um teste estático em bancada.

Um diafragma regulador de pressão pode necessitar de espessura uniforme e baixa histerese. A SIMTEC observa que as membranas LSR podem ser moldadas com uma espessura de até 0,15 mm para detecção de pressão, embora a distribuição da espessura e a distorção da montagem afetem a resposta. [3]

Em torno de sensores e eletrônicos

Mais sensores criam mais aberturas para cabos e conectores. Ilhós e vedações da caixa protegem contra respingos de líquido refrigerante, lavagem e poeira, permitindo a montagem. Um design com retenção ou fixação por adesivo pode reduzir a probabilidade de não se notar uma vedação solta durante a instalação automatizada.

Peças de borracha para automação próximas a câmeras ou sistemas ópticos também podem exigir limites de partículas e resíduos voláteis. O ambiente onde a peça foi moldada não define a superfície final da peça. Limpeza, pós-cura e embalagem devem ser especificadas separadamente.

Entre a máquina e o piso

Suportes e amortecedores servem para gerenciar vibrações, impactos e energia no final de um curso. Se o movimento se tornar mais rápido, isso pode alterar a frequência perturbadora ou simplesmente aumentar a energia do impacto. Uma peça usada para uma determinada velocidade da máquina provavelmente não será mais capaz de lidar com a mesma faixa de frequências após a máquina ser atualizada.

A demanda por peças de borracha no mercado de automação não se baseará apenas em novos equipamentos. Incluirá também projetos de redesenho e substituição. Novos sensores instalados por meio de modernização, grandes cargas úteis e processos de fabricação rápidos podem alterar a carga, a temperatura ou a exposição a produtos químicos em torno de borrachas previamente instaladas.

A personalização requer uma entrada estável.

A palavra "Custom" (Personalizado) não deve ser interpretada como indefinida. É necessário registrar a geometria de acoplamento, a força ou pressão, o traçado do movimento, o ambiente, o ciclo de vida, o método de montagem e o limite de inspeção. Esses parâmetros oferecem ao fornecedor a opção de escolher entre uma geometria exclusiva que agrega valor ou uma vedação padrão que permanece mais segura.

As vedações para automação industrial, por exemplo, devem ser consideradas em condições normais e anormais. Situações como paradas de emergência, perda de ar, travamento, limpeza e longos períodos de inatividade podem causar o maior desgaste ou exposição a produtos químicos, mesmo que não façam parte do ciclo padrão.

Um Caminho para a Qualificação Prática

As peças de borracha para robôs, mesmo que ainda sejam apenas um conceito, devem ser capazes de responder a perguntas muito específicas, como: a força correta é aplicada no ponto de preensão do objeto? Haverá algum vazamento após a vedação? Para a produção de amostras, será necessário conhecer a cavidade, bem como o composto e o processo de fabricação utilizados. Essas amostras serão então testadas durante os procedimentos normais de operação e limpeza.

Os resultados dos testes também podem ser obtidos em formato de vídeo timelapse, caso não tenham sido realizados durante o período de teste. O uso de testes de vácuo é uma das melhores maneiras de determinar vazamentos na vedação, servindo como referência. Outros aspectos, como a força de inserção da vedação em uma determinada etapa e o tempo de resposta, podem ser determinados e verificados por meio de vídeo. A variação de temperatura e os níveis de vibração também podem indicar a degradação da vedação muito antes que seja visível a olho nu. A inspeção das faces de vedação e das áreas com maior grau de deformação após a desmontagem deve ser realizada.

As vedações de borracha para sistemas de automação são empregadas com um segundo propósito: a integração. Esses suportes colados ou elementos de localização moldados podem facilitar a preensão por braços robóticos, mas a adição de uma nova superfície de contato requer a validação da colagem e da folga. A célula de produção e o componente devem ser liberados simultaneamente.

O planejamento e a previsão de estoque devem definir claramente as quantidades de um protótipo, o aumento gradual da produção e a produção estável. Uma ferramenta com muitas cavidades pode economizar custos de conversão de unidades em grandes volumes, mas também pode adicionar tarefas de balanceamento e inspeção que podem ser desnecessárias para os projetos iniciais em desenvolvimento. A política de ferramental deve refletir o histórico real de pedidos de clientes do programa.

As equipes de manutenção também são clientes finais de um componente. O processo de substituição de uma bota ou para-choque personalizado deve ser claramente compreendido, assim como a orientação e as características a serem inspecionadas. Se uma versão do componente puder ser usada no mesmo local que outras duas, o sistema de etiquetagem não deve permitir que uma peça com dureza ou geometria incorreta chegue à máquina.

Em termos de projeto, os fatores de continuidade de fornecimento também desempenham um papel importante. A aprovação do fornecedor do composto, o prazo de validade do composto, a propriedade das ferramentas e a estratégia de peças de reposição devem ser considerados. Se o processo de produção de uma peça for muito complexo e não estiver documentado, há uma grande probabilidade de que essa peça, por si só, cause um tempo de inatividade maior do que o tempo de inatividade da peça de reposição que existia anteriormente.

Por fim, analise o custo em nível de máquina. A eliminação de dispositivos de fixação, troca de ferramentas, montagem manual etc., bem como a redução nos esforços de sensores e manutenção, devem ser incluídos no cálculo. Uma peça que requer apenas uma impressão não trará valor suficiente para que uma unidade de produção a substitua da peça padrão. No entanto, uma peça personalizada só vale o esforço se o seu custo adicional em comparação com uma peça padrão for menor do que o ganho obtido com a eliminação da peça padrão, mais cara.

Ao procurar um serviço como o da Yida para produzir peças de borracha personalizadas, esteja preparado para fornecer também o layout da célula, a função do componente, o meio de cultura, o traçado do ciclo, a carga, a temperatura, o método de limpeza, a embalagem e a capacidade anual planejada. Essas informações permitem transformar a demanda por componentes de borracha personalizados em uma peça que pode ser moldada e confirmada por meio de testes, entre outras etapas, sem a necessidade de começar do zero a cada vez.