Super-heróis de produção

Estão literalmente em todo o lado. Temo-los em casa, nos hospitais ou nas fábricas. O seu mundo é imensamente diversificado, a sua história interessante e as suas capacidades espantosas. Conheça os robôs Škoda.

Robótica e inteligência artificial são termos cada vez mais comuns, por isso é surpreendente que a humanidade ainda não tenha chegado a uma única definição do que um robô realmente é. "Considero que os robôs industriais são o pão nosso de cada dia. Porque a palavra robô é uma palavra familiar - todos sabemos o que é, mas se cada um de nós escrevesse a sua própria definição, as definições não seriam exatamente as mesmas", diz Jan Čejka da equipa de planeamento de soldadura e equipamento elétrico da Škoda, que será o guia do Škoda Storyboard no mundo da robótica. 

Não é grande exagero descrever estas máquinas como super-heróis. Podem trabalhar sem parar, não se cansam e têm capacidades sobre-humanas: conseguem lidar facilmente com cargas tão pesadas como meia tonelada. São também muito mais precisos do que os humanos. Podem fazer movimentos lineares em linha reta com uma precisão e certeza incomparavelmente maiores do que os mais qualificados cirurgiões. Por último, mas não menos importante, os robôs são grandes matemáticos: num instante, podem recalcular todo o tipo de coordenadas espaciais, mudar de sistemas de coordenadas, ajustar a trajetória do braço e agarrar com precisão o objeto necessário.

Ciborgue ou android? 

Androids são robôs que se parecem com pessoas e são concebidos para ajudar as pessoas. Os ciborgues são organismos vivos cujo corpo inclui uma parte robótica, quer esta substitua uma parte do corpo padrão, quer acrescente novos componentes.

"Gosto de afirmar que a robótica é a rainha da engenharia. Combina todas as disciplinas científicas e técnicas modernas - matemática, física, programação, engenharia e design, sensores, engenharia de materiais ou engenharia elétrica. Está interessado em motores? Programa? Na robótica, encontrará praticamente tudo o que pode ser estudado nas escolas de engenharia atualmente. Além disso, os resultados da investigação podem ser aplicados neste campo, quer se trate de investigação em matemática, inteligência artificial ou novos materiais - tudo isto pode ser utilizado na criação de braços, caixas de velocidades ou no desenvolvimento de lubrificantes", diz Čejka.

Soldadura sem intervenção humana

Trabalham na Škoda mais de 4.000 robôs. Soldagem, manipulação e colagem são os processos mais automatizados, representando cerca de 85% das atividades dos robôs. Os restantes quinze por cento das tecnologias que os robôs controlam incluem atividades como a rebitagem, recorte, escovagem ou soldadura a laser. 

"A robótica é mais complexa nos locais onde uma nova peça está a ser acrescentada à linha e na área de acabamento. É aí que estamos, portanto, a tentar aplicar robôs colaborativos. Cada vez mais, estamos também a trabalhar com os chamados sistemas de visão, que estão gradualmente a automatizar o consumo - o robô pode selecionar a peça certa da palete e agarrá-la ele próprio", diz o perito. 

A robotização faz todo o sentido para atividades de rotina e, acima de tudo, de exigência física. O objetivo, evidentemente, não é deixar as pessoas sem trabalho, mas facilitar a sua realização. Os seres humanos são insubstituíveis para uma grande parte do trabalho: tomam decisões rápidas, têm capacidades motoras finas e precisas, e conseguem pensar. E de qualquer modo, alguém tem de tratar dos robôs, mantê-los em funcionamento, repará-los e programá-los. 

Cunhado por um escritor checo 

A primeira pessoa a usar a palavra "robô" foi o autor checo Karel Čapek em 1920 na sua peça R.U.R. (Rossum's Universal Robots). Estes eram robôs "humanoides", que se pareciam e comportavam como pessoas, exceto que lhes faltavam emoções. Os robôs tinham de funcionar para que as pessoas pudessem passar o seu tempo de uma forma mais significativa. A palavra "robô" é derivada da palavra checa para trabalho feudal. 

Que tipo de robôs podem ser encontrados na Škoda? 

1. Robôs estacionários 

Os robôs estacionários são utilizados principalmente na indústria. Os seus braços operam apenas num determinado espaço pré-definido. E é pelo tipo de espaço que são categorizados: as restrições são determinadas pelo desenho do robô, disposição dos eixos, comprimento e número de braços. Os robôs cartesianos movem-se em eixos perpendiculares e o seu espaço de trabalho é um cubo ou um bloco, enquanto os robôs cilíndricos cobrem um cilindro ou esfera imaginária. 

SCARA (Articulação Seletiva de Braço Articulado Compatível) 

Este é um robô cilíndrico que consiste principalmente em eixos rotativos. É pequeno, rápido e preciso, o que o torna adequado para o manuseamento e montagem de componentes. Pode também fazer ajustes precisos no alinhamento das peças. 

Robôs articulados 

Os robôs industriais mais comuns são os angulares ou articulados. Os robôs industriais de seis eixos consistem em duas partes mecânicas chamadas manipulador e pulso: permitem ao robô não só alcançar, mas também torcer para o ângulo desejado usando o pulso. "Os robôs Kuka são os mais numerosos nas nossas oficinas de soldadura, com mais de dois mil e quinhentos deles. São seguidos por robôs do fabricante japonês Fanuc, e recentemente foram introduzidos sessenta robôs da marca sueca ABB. Selecionamos fornecedores de acordo com normas estabelecidas em cooperação com o Grupo Volkswagen. Devem acompanhar as nossas tecnologias, desde o manuseamento até à resistência ou moldagem a laser. Depois carregamos as nossas próprias bibliotecas de software para as máquinas. Nenhum robô tem apenas um único propósito - cada um está programado para tratar de todas as tarefas", explica Čejka. 

Uma aplicação típica para o robô industrial angular de seis eixos na Škoda é a soldadura por resistência da carroçaria. Há milhares de pontos de soldadura na carroçaria. Cada ponto de soldadura é executado pelo robô com precisão repetível até um décimo de milímetro. Além disso, os robôs estão equipados com uma função de equilíbrio que lhes permite ajustar a posição do alicate de soldadura em relação à chapa metálica e assim compensar quaisquer imprecisões. 

2. Robôs de serviço

Os robôs de serviço são assistentes não industriais que não se destinam à produção, mas sim a ajudar uma pessoa em certas atividades. Por outras palavras, prestam serviços a pessoas e equipamentos - tais como os aspiradores robôs. 

3. Robôs com rodas 

Estes não estão fixos no lugar e a sua função é circular livremente sobre rodas ou lagartas. Diferem principalmente em termos do número de rodas utilizadas e da sua disposição - o objetivo é que o robô seja capaz de ultrapassar vários obstáculos no seu ambiente. O design das próprias rodas é também importante, por exemplo, o tamanho e o revestimento. Uma vez que os robôs se movimentam, têm de ter um sistema de navegação. Estes robôs podem realizar todo o tipo de tarefas - como a recolha de amostras em Marte. Mas são normalmente utilizados na indústria, por exemplo sob a forma de AGV (Automated Guided Vehicles). 

Os AGV são o maior assistente robótico na logística da Škoda. Ajudam a transportar peças desde o armazém até à linha de produção. Empilhadoras não tripuladas podem carregar uma palete de peças diretamente para a linha de produção. As empilhadoras comunicam sem fios com a linha de controlo, porque precisam de receber a mensagem de que podem carregar a palete em segurança. 

4. Robôs ambulantes

Estes usam pernas e pés para se deslocarem. Muitas vezes imitam o estilo de andar de humanos ou animais, e são por vezes chamados robôs saltitantes. Estes tipos de movimento permitem-lhes negociar melhor o terreno difícil. O maior desafio para o designer é o robusto e rápido aparelho matemático do sistema de controlo que consegue manter o robô equilibrado e sincronizar todos os seus membros para que o robô não caia ou tropece. O robô Atlas da Boston Dynamics, por exemplo, que consegue fazer parkour e flips, insere-se nesta categoria.

Os robôs ambulantes não são muito utilizados na indústria, mas mesmo assim também se pode deparar com eles na Škoda. Como parte do projeto da fábrica digital, estão a ser testadas várias plataformas móveis que poderiam digitalizar o equipamento de produção, a fim de sincronizar um modelo digital com a realidade. Para este efeito, a possibilidade de implantar um cão ou uma aranha robótica, por exemplo, foi testada em cooperação com a Universidade Técnica Checa em Praga.

5. Robôs especializados 

"A última categoria de robôs não está definida; para os nossos fins podemos chamá-los especializados. Incluem robôs feitos para alguma habilidade específica. Alguns podem nadar, voar ou trabalhar em grupos, outros são tão pequenos como átomos. Este nano-robôs poderão um dia ser capazes de ajudar a eliminar células cancerígenas no corpo humano, por exemplo. Alguns robôs podem lutar em campos de batalha, outros ajudam a limpar as nossas casas", diz Čejka. Outra aplicação interessante é o exo-esqueleto, uma estrutura funcional que pode ser usada pelas pessoas para aumentar a sua força, melhorar a ergonomia do trabalho ou mesmo substituir membros em falta.

"Podemos dizer que os nossos robôs trabalham em grupo na oficina de soldadura. Os robôs comunicam entre si e graciosamente dão uns aos outros o direito de passagem se estiverem em perigo de colidir. Também é possível encontrar um robô a voar. A Škoda tem estado a testar drones autónomos na logística. Máquinas e manipuladores para melhorar a ergonomia do trabalho são também comuns na montagem. Robôs colaborativos que partilham um espaço de trabalho com um humano e não estão separados por qualquer barreira mecânica também poderiam estar nesta categoria. Robôs como este ajudam-nos a realizar colagens ou a medir as dimensões das peças", conclui Čejka.