O primeiro contacto com a realidade da indústria para estudantes de mestrado acontece no INESC TEC. Dois jovens investigadores concluíram a dissertação a partir de desafios concretos lançados por parceiros industriais do Instituto.
Uma garra robótica para manusear material frágil e uma célula robótica modular capaz de automatizar o fabrico de dispositivos, duas soluções desenvolvidas no INESC TEC por alunos de mestrado, saíram do laboratório para criar impacto em ambiente real.
As tecnologias robóticas são resultado do trabalho de dissertação de dois alunos da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP). Rui Martins e Guilherme Osório construíram as soluções no Laboratório de Indústria e Inovação – iiLab do INESC TEC, um espaço que privilegia desenvolvimento e demonstração de tecnologia, experimentação e prototipagem.
Ambas os protótipos trabalhados no INESC TEC surgiram em colaboração com duas entidades industriais parceiras do Instituto – que apresentaram o problema real para que Rui Martins e Guilherme Osório avançassem com uma sugestão de solução fora da caixa
A pensar na indústria do mobiliário, a garra robótica modular prototipada por Guilherme Osório quer automatizar a inserção de favos de papel (paper honeycomb), em painéis board-on-frame. Esta operação ainda é feita manualmente, devido à dificuldade da sua automatização: dobra-se facilmente, Os tamanhos não batem certo, o honeycomb é maior que o frame, e não possuem a mesma geometria, durante a inserção na moldura com a base previamente revestida com cola, para não criar defeitos no produto, não pode tocar lateralmente nas superfícies, nem ser arrastado sobre a base com cola.
Ferramentas, conhecimento e prática
No INESC TEC, o aluno da FEUP pensou uma resposta a partir de módulos pneumáticos com dedos cónicos, que entram nas células desta estrutura em forma de colmeia muito utilizada no interior de painéis de mobiliário, comprimem-na de forma controlada, para a transportar sem danos.
“Tentei criar um gripper que simulasse a própria mão humana e a compressão necessária para colocar o honeycomb no frame. O que acontece muitas vezes na fábrica é que as pessoas, como não são tão determinísticas como o robô, muitas vezes acabam por colocar os dedos nas aberturas e arrastar ou comprimir com demasiada força e mover, marcar ou vincar o papel”, explica Guilherme Osório, que verteu os resultados para a tese Modular Pneumatic Gripper for Multi-Variant Honeycomb Insertion in Furniture Manufacturing.
Nos testes preliminares, este novo desenho robótico dos dedos alcançou uma taxa de sucesso de 96% na inserção em células individuais, demonstrando a viabilidade do conceito. Os meses no INESC TEC proporcionaram um contacto próximo com desafios industriais reais: “durante o curso, estudámos a parte teórica, alguns problemas concretos, mas não situações reais. Aqui, tive a oportunidade de juntar todo o tipo de ferramentas e conhecimentos e pôr tudo isso em prática”.
A história de Rui Martins é semelhante, muda o cenário de intervenção. Neste caso, a solução é voltada para a fabricação de materiais elétricos. Trata-se de uma célula robótica com dois braços que faz uso de visão 3D para alinhar automaticamente um fio elétrico flexível e inseri-lo no pequeno orifício de um núcleo toroidal usado no fabrico de dispositivos diferenciais (Residual Current Devices – RCD).
Tal como no honeycomb de Guilherme, Rui Martins tinha em mãos um desafio complexo: material flexível para manusear – o fio tem tendência a dobrar, oscilar e mudar de forma durante o movimento. Tradicionalmente, a inserção no orifício exige sucessivas correções, aumentando o tempo de ciclo.
“Depois de visitar a fábrica e observar o que é que tinha mais potencial de automatização, escolhemos um dispositivo, que é basicamente uma toroide, onde se inserem pelo menos dois fios para enlaçar os dois no anel. O maior desafio é o facto de se tratar de objetos, flexíveis, em que cada iteração vai ser diferente”, resume o jovem investigador.
Eis a solução detalhada na tese Closed-Form One-Shot Visual Alignment for Deformable Wire Insertion in RCD Assembly: o sistema realiza uma digitalização 3D para localizar simultaneamente o fio e a abertura do núcleo, calcula automaticamente a correção da trajetória e executa apenas um movimento de ajuste antes da inserção. Esta abordagem evita múltiplas tentativas de alinhamento, maximizando o sucesso da operação.
O protótipo é resultado do que Rui Martins encontrou no INESC TEC e no “algo mais perto da realidade”. “No âmbito da dissertação, estava em busca de algo mais prático. Como tinha interesse na indústria, escolhi o INESC TEC, porque há aqui um bom equilíbrio entre a investigação e a indústria. Procurava isso mesmo: realidade industrial, mas mantendo também a parte científica”.
Notícias, atualidade, curiosidades e muito mais sobre o INESC TEC e a sua comunidade!
