Robô paletizador: como dimensionar carga, alcance e ciclo

Uma linha que entrega 8 sacos de 25 kg por minuto coloca 12 toneladas por hora nas mãos de quem paletiza. A legislação trata esse esforço com cuidado: a CLT fixa em 60 kg o peso máximo que um empregado pode remover individualmente, e a NR-17 veda o levantamento não eventual de cargas que comprometa a saúde quando a pega fica a mais de 60 cm do corpo. A equação de levantamento do NIOSH, referência internacional em ergonomia, parte de uma constante de carga de 23 kg, que só vale inteira em condições ideais e diminui com a distância horizontal, a altura, o percurso vertical, a torção, a frequência e a qualidade da pega.

A mesma NR-17 lista, como primeira medida de prevenção no transporte manual de cargas, implantar meios técnicos facilitadores. O robô paletizador é o mais completo deles. Este guia mostra como ele é dimensionado.

O que é paletização robotizada

Paletização é a montagem da carga unitizada: caixas, sacos, fardos ou baldes empilhados sobre o palete em camadas estáveis, prontas para transporte e armazenagem. Na paletização robotizada, um robô industrial pega o produto na saída da linha e o deposita seguindo o padrão programado.

A célula típica tem transportador de entrada, robô com garra, uma ou duas posições de palete, proteções e, conforme o projeto, alimentação automática de paletes vazios e de folhas separadoras.

Por que o robô paletizador tem 4 eixos

Empilhar exige posicionar a carga em três dimensões e girá-la em torno da vertical. Não exige inclinar. O robô de paletização de 4 eixos aproveita isso: sua estrutura mantém o flange sempre paralelo ao piso, e o quarto eixo gira a garra.

Com menos eixos em movimento, o braço fica mais simples e direto para a tarefa. O robô de 6 eixos entra quando o produto precisa ser inclinado ou reorientado, o que é exceção. A diferença entre as duas famílias está no guia do robô industrial.

Os três números que dimensionam o robô

Carga: produto mais garra

A carga da ficha técnica é tudo o que está depois do flange. A garra entra na conta e, conforme o produto, pode pesar tanto quanto ele.

Caso (valores de exemplo)	Produto por pega	Garra	Carga no punho	Modelo da linha que atende
Caixa de 5 kg, uma por pega	5 kg	4 kg	9 kg	QJRB15-1 (15 kg)
Caixa de 12 kg, uma por pega	12 kg	8 kg	20 kg	QJRB30-1 (30 kg)
Saco de 25 kg, dois por pega	50 kg	30 kg	80 kg	QJRB180-1 (180 kg)
Camada de 12 caixas de 20 kg	240 kg	150 kg	390 kg	QJRB800-1 (800 kg)

A decisão de pegar um ou mais produtos por ciclo muda a classe do robô: duas caixas de 12 kg com a mesma garra de 8 kg somam 32 kg e já passam do modelo de 30 kg. Por isso carga e ciclo são definidos juntos.

Alcance: do palete mais distante ao topo da pilha

O robô precisa depositar no canto mais afastado da primeira camada e no ponto mais alto da última. O palete padrão brasileiro, o PBR, mede 1.000 mm por 1.200 mm, com 129 mm de altura, segundo a especificação da ABRAS. A isso se somam a altura final da carga, a posição do ponto de pega e, quando há duas posições de palete, a distância entre elas.

Um robô que atende duas posições de palete trabalha sem parar durante a troca: enquanto um palete cheio sai, ele continua no outro. Essa escolha pede mais alcance.

Ciclo: a linha manda

O número de ciclos por minuto vem da linha, não do catálogo:

produtos por minuto na saída da linha;
dividido pelo número de produtos por pega;
igual aos ciclos por minuto que o robô precisa cumprir.

Uma linha de 12 caixas por minuto com pega dupla pede 6 ciclos por minuto. Se o robô cumpre esse ritmo, depende da distância entre pega e depósito, da carga total e do padrão do palete. Essa verificação é feita em simulação, com o layout real, antes da compra.

A linha QJAR de paletização

Modelo	Carga (kg)	Alcance (mm)	Eixos	Repetibilidade (mm)	Massa (kg)
QJRB15-1	15	1.510	4	±0,05	160
QJRB30-1	30	1.820	4	±0,05	205
QJRB180-1	180	3.153,7	4	±0,5	1.400
QJRB800-1	800	3.159	4	±0,5	2.550

Os dois primeiros são compactos, para caixas e embalagens leves em células de área reduzida. O QJRB180-1 combina 180 kg com mais de 3 m de alcance, o que permite trabalhar sacaria com pega múltipla e, conforme o layout, duas posições de palete. O QJRB800-1 leva 800 kg a 3.159 mm, para camadas inteiras ou cargas unitárias pesadas.

A massa do robô também entra no projeto. Um braço de 1.400 kg ou de 2.550 kg em movimento transmite esforços à base, e a fundação é calculada para isso.

Garra: o componente que mais muda o projeto

O robô é escolhido depois da garra, não antes.

Tipo de garra	Produto típico	Observação
Vácuo	Caixas com face superior plana e fechada	Leve e rápida; depende da qualidade da caixa
Dedos ou garfo	Sacos	Sustenta por baixo; pede transportador de roletes na pega
Pinça lateral	Caixas, fardos e engradados	Aperta pelas laterais; atenção à resistência da embalagem
Combinada	Produto, palete vazio e folha separadora	Uma ferramenta para três funções, com massa maior

A massa da garra consome carga útil e seu tamanho define o que cabe entre as pilhas. Em muitos projetos, é o desenho da garra que permite, ou impede, a pega múltipla que fecha o ciclo.

Mosaico e estabilidade da carga

O padrão de cada camada, o mosaico, define a estabilidade da carga e o aproveitamento do palete. Camadas alternadas, com as juntas desencontradas, travam a pilha. Folhas separadoras ajudam em produtos que escorregam.

O mosaico também define o trabalho do robô: quantas orientações diferentes por camada, quanto giro por ciclo e qual a folga entre produtos na hora do depósito. Um padrão bom para o transporte e ruim para o ciclo é um problema que aparece cedo quando o projeto é simulado.

Layout e segurança da célula

A célula de paletização tem duas fronteiras que as pessoas e os equipamentos cruzam: a entrada de produto e a saída de palete. A NR-12 exige que as zonas de perigo tenham sistemas de segurança, caracterizados por proteções fixas, proteções móveis e dispositivos de segurança interligados.

Na saída de palete é comum usar cortina de luz com muting, a desabilitação automática e temporária da função de segurança enquanto o palete passa, conforme a definição da própria norma. A posição da cortina não é livre: o Anexo I da NR-12 adota o cálculo de distância mínima da ISO 13855, que depende do tempo de parada do sistema.

Os requisitos completos estão em NR-12 em célula robotizada. Para tarefas leves com pessoas por perto existe a alternativa colaborativa, comparada em robô colaborativo ou robô industrial.

Quando o robô é a escolha

Mais de um produto ou formato. Trocar de mosaico é trocar de programa.
Área curta no fim da linha. A célula ocupa pouco mais que o alcance do braço.
Duas linhas próximas. Um robô pode atender as duas, cada uma com seu palete.
Cargas que mudam. Garra combinada e programas diferentes absorvem novas embalagens sem trocar a máquina.

Dados para o orçamento

Produto: dimensões, massa e tipo de embalagem.
Cadência da linha, em produtos por minuto, e número de turnos.
Palete usado e altura final da carga.
Mosaico atual ou desejado, e uso de folha separadora.
Layout do fim de linha, com a altura do transportador.
Como o palete cheio sai: paleteira, empilhadeira ou transportador.
Quantos produtos diferentes passam pela mesma linha.

Com esses dados, a conta de retorno pode ser feita com os números da fábrica, seguindo a estrutura de quanto custa um robô industrial. Quem conduz o projeto do começo ao fim é o integrador de robôs.

Perguntas frequentes

O que é um robô paletizador?

É um robô industrial, em geral de 4 eixos, que pega produtos no fim da linha e os empilha sobre o palete seguindo um padrão de camadas. Ele trabalha com uma garra adequada ao produto dentro de uma célula com entrada de produto, posição de palete e proteções.

Quantos quilos um robô paletizador movimenta?

Depende da classe. Na linha QJAR há paletizadores de 15, 30, 180 e 800 kg de carga no punho. Essa carga inclui a garra: um produto de 25 kg com uma garra de 30 kg ocupa 55 kg da capacidade do robô.

Por que o robô paletizador tem 4 eixos?

Porque empilhar exige posicionar a carga no espaço e girá-la em torno da vertical, mantendo-a sempre nivelada. O braço de 4 eixos mantém o flange paralelo ao piso por construção, com menos eixos em movimento do que um robô de 6 eixos para a mesma tarefa.

Quantas caixas por minuto um robô paletiza?

A conta parte da linha: produtos por minuto divididos pelo número de produtos por pega dão os ciclos por minuto que o robô precisa cumprir. Se ele cumpre, depende da distância entre pega e depósito, da carga e do padrão do palete, o que se confirma em simulação.

A célula de paletização precisa de proteção?

Sim. Pela NR-12, as zonas de perigo precisam de sistemas de segurança, caracterizados por proteções fixas, proteções móveis e dispositivos de segurança interligados. Na saída de paletes é comum o uso de cortina de luz, cuja distância mínima segue o cálculo do Anexo I da norma, baseado na ISO 13855.

Fale com a BR Robotics

A BR Robotics dimensiona e integra células de paletização com robôs QJAR de 15 kg a 800 kg. Envie o produto, a cadência e o layout: a resposta vem com o modelo indicado, o layout da célula e o orçamento. Fale com a BR Robotics, veja a linha de robôs ou as fichas da linha de paletização.