Um braço cobot pode parecer acessível num orçamento e ainda assim tornar-se um projeto dispendioso se a aplicação não tiver sido definida corretamente. O preço colaborativo do robô não é simplesmente o preço de um robô. É o custo de fornecer um resultado de produção repetível, seguro e sustentável - quer isso signifique um parafuso apertado e registado corretamente, uma peça soldada posicionada de forma consistente ou um operador livre de uma tarefa repetitiva.
Para a maioria dos fabricantes, a pergunta útil não é “Quanto custa um cobot?” É “Quanto custará esta estação de trabalho para funcionar de forma fiável e com que rapidez reembolsará o investimento?” A resposta depende da peça de trabalho, do tempo de ciclo, dos requisitos de qualidade, da frequência de troca e da quantidade de engenharia já disponível internamente.
O braço do robô é a parte visível do investimento, mas raramente é todo o sistema. Uma instalação básica de robô colaborativo pode incluir o braço, o controlador e o pendente de programação do robô e, em seguida, adicionar um atuador final, montagem, avaliação de segurança, programação, acessórios e comissionamento. Cada elemento afeta tanto o orçamento inicial como o risco de atrasos posteriores.
Como guia de planeamento geral, um braço cobot pode representar apenas metade a dois terços do custo final do posto de trabalho. Uma tarefa simples de “pick-and-place” com uma pinça padrão pode ser consideravelmente mais económica do que uma célula de aparafusamento ou soldadura automatizada, onde o equipamento de processo, a rastreabilidade e a localização das peças devem trabalhar em conjunto.
É por isso que comparar apenas os preços das armas pode ser enganador. Um braço de preço mais baixo não é necessariamente a solução de custo mais baixo se exigir uma engenharia personalizada extensiva, tiver uma compatibilidade limitada de acessórios ou não puder cumprir o alcance, a carga útil ou a repetibilidade exigida pela aplicação.
A carga útil, o alcance, a velocidade, a repetibilidade e a deteção de força influenciam o preço base. Um cobot compacto de 3 kg para manuseamento em laboratório ou montagem ligeira é um investimento diferente de um Modelo de 20 kg mover peças fundidas ou cuidar de uma máquina.
Selecione a capacidade para a carga real no ponto central da ferramenta, e não apenas para o produto que está a ser manuseado. O cálculo deve incluir a pinça, os suportes, o conjunto de cabos e qualquer equipamento de força ou de visão. Escolher um robô muito próximo do seu limite de carga útil pode reduzir a velocidade utilizável e restringir futuras alterações. A escolha de um robô sobredimensionado, no entanto, acrescenta custos sem melhorar o processo.
Para muitas aplicações de montagem e manuseamento, a repetibilidade é mais importante do que a carga útil máxima. Se uma tarefa exigir um posicionamento preciso, uma inserção controlada ou uma força de contacto definida, a especificação deverá refletir este requisito em vez de se focar apenas na capacidade em quilogramas.
As ferramentas de ponta são o local onde um conceito de automação se torna uma estação de trabalho funcional. Uma pinça pneumática pode ser uma adição modesta. Uma chave de fendas servo com rastreabilidade de binário e ângulo, um pacote de tocha de soldadura, um sistema de vácuo para materiais variáveis ou uma pinça guiada por visão acrescentarão mais ao orçamento.
Os equipamentos merecem igual atenção. Se um operador alinhar atualmente peças por julgamento, o robô necessita de uma referência repetível. Isto pode significar um agrupamento simples com pinos de referência, uma mesa rotativa, identificação por código de barras ou visão mecânica. Investir num acessório bem concebido geralmente reduz a complexidade da programação e melhora o rendimento na primeira passagem.
A melhor escolha nem sempre é a ferramenta mais sofisticada. Para uma família de peças estável, um acessório mecânico poka-yoke pode ser mais rápido, mais barato e mais fácil de manter do que um sistema de câmara. A visão ganha o seu custo quando as posições variam, a orientação da peça não pode ser controlada economicamente ou os dados de inspeção têm um valor claro.
Cada aplicação precisa de um orçamento personalizado, mas os intervalos iniciais ajudam as equipas a decidir se vale a pena fazer uma avaliação de viabilidade. Na produção europeia, uma simples estação de manuseamento colaborativo que utilize acessórios standard pode muitas vezes custar menos de dezenas de milhares de euros. Uma estação de trabalho mais completa para manutenção de máquinas, aparafusamento, distribuição ou soldadura atinge frequentemente dezenas de milhares e mais.
A variação não é uma tática de vendas. Reflete a realidade da engenharia. Uma célula que apenas escolhe um componente apresentado de forma consistente e o coloca num tabuleiro tem poucas incógnitas. Uma célula que necessita de localizar peças misturadas, operar uma máquina, inspecionar o resultado, registar dados e recuperar em segurança de falhas contém vários problemas técnicos distintos.
Quando comparar propostas, pergunte se o valor indicado inclui o seguinte:
Uma cotação que exclua estes itens pode ainda ser apropriada, especialmente quando uma equipa experiente de automação interna concluirá o trabalho. Deve simplesmente ser comparado na mesma base que uma oferta pronta a usar.
“Colaborativo” não significa que um robô possa ser colocado ao lado de pessoas sem avaliação. O conceito final de segurança depende da ferramenta, da peça, das velocidades, dos pontos de esmagamento, das máquinas vizinhas e das tarefas realizadas pelos operadores.
Uma pinça leve que manuseia embalagens flexíveis pode operar abertamente após uma avaliação de risco adequada. Um componente pontiagudo, um processo de soldadura a alta temperatura, uma chave de fendas elétrica ou uma carga em movimento rápido podem necessitar de velocidades reduzidas, scanners de segurança, uma área protegida ou outras medidas de proteção. Estas decisões afetam o custo de capital, o espaço físico e o tempo de ciclo.
Tratar a segurança no final do projeto é uma das formas mais comuns de prejudicar um business case. Defina-o enquanto o layout da estação de trabalho ainda é flexível. Isto permite ao integrador escolher um modo de funcionamento sensato, em vez de incorporar medidas dispendiosas num conceito acabado.
Um cobot pode ser programado rapidamente quando a tarefa é clara, repetível e suportada por hardware adequado. Isto não significa que todo o processo de produção seja um trabalho de uma tarde. O tempo de programação aumenta quando as peças variam, a apresentação inicial é inconsistente, as interfaces da máquina não são documentadas ou os critérios de qualidade dependem do julgamento de um operador experiente.
A abordagem sensata é separar o trabalho padrão da incerteza. As atividades padrão incluem a criação da trajetória do robô, o controlo das garras, os sinais de entrada/saída e os ecrãs básicos do operador. A incerteza inclui materiais difíceis, parâmetros de processo instáveis, superfícies refletoras para a visão, peças danificadas e casos excecionais. Uma boa fase de viabilidade identifica estas incertezas antes que se tornem alterações dispendiosas no local.
A FAIRINO Europe apoia este processo através da avaliação de aplicações, testes ao vivo e design da estação de trabalho, para que um comprador possa avaliar a tarefa de produção completa em vez de selecionar um robô apenas a partir de uma tabela de especificações.
Um robô colaborativo raramente produz um retorno credível só porque substitui uma pessoa. Em muitas fábricas, o operador continua a ser essencial para fornecer materiais, verificar exceções, gerir trocas e concluir trabalhos de maior valor. O argumento mais forte baseia-se geralmente no rendimento, na consistência, na redução do retrabalho, na melhoria da rastreabilidade e na melhor utilização de mão-de-obra qualificada.
Comece pelo processo atual. Meça o tempo de ciclo real, e não o tempo de ciclo assumido. Registe paragens, rejeições, retrabalho, tempo de marcha do operador e quantas vezes a tarefa fica inacabada durante os períodos de maior movimento. Em seguida, estime o que a estação automatizada pode alcançar a um nível de utilização realista, permitindo o carregamento, as trocas e a manutenção.
Um cálculo de rendibilidade simples pode ser expresso como:
Período de retorno = custo total instalado / benefício anual mensurável
O benefício anual pode combinar mão-de-obra reafectada ao trabalho produtivo, produção adicional, redução de sucata e custos de qualidade evitados. Seja conservador. Se uma célula só funciona num turno, não calcule a poupança como se funcionasse sem supervisão 24 horas por dia. Se a procura flutuar, tenha em conta também isso.
Por exemplo, uma estação de trabalho que remove uma tarefa repetitiva de 90 segundos de uma etapa de produção restrita pode criar valor aumentando a produção sem adicionar um turno. Se também registar o binário da chave de fendas e reduzir os defeitos escapados, o benefício de qualidade poderá ser tão significativo como a poupança de tempo. Por outro lado, um processo manual altamente variável, com trocas frequentes de produtos de baixo volume, pode não justificar uma célula dedicada, mesmo que o preço do robô em si seja atrativo.
A transparência é útil na fase de cotação. Um robô colaborativo não é automaticamente a resposta certa para todas as tarefas repetitivas. As aplicações de alta velocidade e alto volume podem ser melhor servidas por um robô industrial dedicado e automação protegida. Tarefas que exijam destreza humana, julgamento visual subjetivo ou variação constante do produto podem ser melhores com um operador treinado.
Um cobot é mais forte onde a produção é repetitiva, mas não totalmente fixa, onde o espaço físico é limitado e onde as equipas precisam de um sistema que possa ser ajustado para novas variantes sem um grande projeto de reengenharia. É particularmente eficaz quando ocorrem trabalhos ergonomicamente exigentes, manuseamento sensível à qualidade ou estrangulamentos de mão-de-obra num processo estável.
Antes de aprovar um orçamento, leve peças representativas, ferramentas e dados do processo para um teste prático. A discussão de preços mais útil baseia-se num ciclo demonstrado, num conceito de segurança definido e numa propriedade clara do que acontece quando o processo não se comporta como esperado. Isto transforma o preço do robô colaborativo de uma manchete numa decisão que a sua equipa de produção pode utilizar com confiança.
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