Implementação de robô colaborativo para preparação de amostras de aço

Abstract

Um dos princípios fundamentais da Indústria 4.0 é a automação de processos, uma tendência amplamente adotada por empresas visando o aumento da produtividade e a melhoria da competitividade. Nesse contexto, a utilização de robôs emerge como uma das formas mais significativas de automatização. Com o avanço das estratégias de robotização, a coexistência entre robôs e trabalhadores humanos tornou-se uma realidade viável, caracterizada por uma redução significativa de riscos e uma maior flexibilidade operacional. O presente estudo focaliza a implementação de um robô colaborativo no laboratório de metalografia de uma empresa siderúrgica na região de Serra, com o propósito específico de preparar amostras de aço. Este projeto abarca as áreas interdisciplinares da robótica, visão computacional e manufatura aditiva. O robô foi devidamente programado para realizar tarefas de embutimento, lixamento e polimento das amostras, possibilitando que o operador possa subsequentemente analisá-las através do microscópio de varredura. Tal automação do processo de preparação de amostras não apenas libera o operador para atividades mais elaboradas, mas também mitiga os riscos inerentes à manipulação manual. Ao término do estudo, foi constatada a efetiva liberação do operador das tarefas de preparação de amostras, resultando em uma redução significativa da exposição a riscos. No entanto, observou-se um aumento no tempo de ciclo em cada etapa do processo.

One of the fundamental principles of Industry 4.0 is process automation, a trend widely adopted by companies aiming to increase productivity and enhance competitiveness. In this context, the use of robots emerges as one of the most significant forms of automation. With the advancement of robotization strategies, the coexistence between robots and human workers has become a viable reality, characterized by a significant reduction in risks and greater operational flexibility. The present study focuses on the implementation of a collaborative robot in the metallography laboratory of a steel company in the Serra region, with the specific purpose of preparing steel samples. This project encompasses interdisciplinary areas of robotics, computer vision, and additive manufacturing. The robot was properly programmed to perform tasks such as embedding, sanding, and polishing of the samples, allowing the operator to subsequently analyze them through a scanning electron microscope. Such automation of the sample preparation process not only frees the operator for more elaborate activities but also mitigates the risks inherent in manual handling. At the end of the study, it was found that the operator was effectively freed from sample preparation tasks, resulting in a significant reduction in exposure to risks. However, an increase in cycle time was observed in each stage of the process. Keywords: Cobot. Sample preparation. Additive manufacturing.