2020-01-09 | Kaizen&Lean

Ramię w ramię

Implementacja w przestrzeni produkcyjnej cobotów, czyli robotów współpracujących z człowiekiem, to jeden z bardziej zauważalnych innowacyjnych trendów w przemyśle ostatnich lat. Ich zastosowanie doskonale się wpisuje w promowaną intensywnie koncepcję Przemysłu 4.0, realizując jednocześnie zasady szczupłej produkcji zgodne z metodologią Kaizen i Lean Management.

Roboty współpracujące cechuje szeroki wachlarz zastosowań w przemyśle. Z powodzeniem stosuje się je w produkcji, kontroli jakości, procesach pakowania i paletyzacji na końcówkach linii czy w intralogistyce. Wykorzystuje się je do wsparcia pracowników fizycznych w procesach montażu na tych etapach, na których liczy się precyzja i powtarzalność wykonywanych czynności. Przy użyciu odpowiedniego wyposażenia zabezpieczającego mogą być także stosowane jako paletyzatory, dzięki zdolności podnoszenia ciężkich przedmiotów.

Z punktu widzenia inwestycji eksperci oceniają coboty jako bardzo atrakcyjne rozwiązanie, ponieważ oferują szybki zwrot, są dostępne cenowo zarówno dla międzynarodowych korporacji, jak i sektora MŚP. „Dzięki temu firmy zaczynają automatyzować procesy, które wcześniej były poza zasięgiem robotyzacji. Wdrożenie całego systemu robotycznego wraz z odpowiednim narzędziami montowanymi na końcu ramienia robota (EoAT, ang. end of arm tooling) nie zabiera dużo czasu – praktycznie z dnia na dzień procesy mogą być realizowane szybciej i dokładniej” – mówi Aleksander Marinković, General Manager CEE w firmie OnRobot. Jego zdaniem to dobre uzasadnienie biznesowe dla inwestycji, na którą decyduje się coraz więcej firm, także w naszym regionie i kraju. Coboty i lekkie roboty przemysłowe wyposażone w odpowiednie narzędzia mogą być w jednej firmie wykorzystywane do wielu aplikacji, a rozwój narzędzi EoAT sprawia, że obecnie roboty mogą automatyzować procesy, np. z wykorzystaniem bardzo delikatnych elementów, takich jak rośliny czy komponenty elektroniczne. „To z kolei powoduje, że zwiększa się spektrum branż i przedsiębiorstw, które mogą skorzystać z robotyzacji. Istotne przewagi cobotów to także łatwe programowanie, bezpieczna współpraca z ludźmi w jednej przestrzeni roboczej oraz elastyczność i stosunkowo mały rozmiar” – podsumowuje Aleksander Marinković.

Coboty dobrze odnajdują się w przemyśle dzięki możliwości współpracy z człowiekiem bez konieczności wygrodzenia czy dodatkowych zabezpieczeń – kurtyn lub czujników. Dodatkowo ich ceny są niezbyt wygórowane. Roboty te są lżejsze, bardziej mobilne oraz – co najważniejsze – dość proste w obsłudze. „Niektóre mają możliwość ręcznego sterowania ruchem ramienia w trakcie nauki programu. Szeroki wachlarz zastosowania, wsparcie człowieka w procesach produkcyjnych, a nawet synergia sprawiają, że przedsiębiorcy „chcą je mieć”. Na Hannover Messe coboty były wszędzie” – mówi Magdalena Kamińska, Sales Manager w firmie Alnea Robotics.

Na kluczową cechę cobotów, jaką jest możliwość ich pracy bez wygrodzeń w bezpośrednim sąsiedztwie ludzi, zwraca również uwagę Krzysztof Sulikowski, CEO w firmie Roboty Przemysłowe. Dzięki temu możliwe jest przełamanie granicy między maszyną wykonującą tylko określony proces, a zastosowaniem robota jako bezpośredniego wsparcia osób w wykonywanej czynności, co również pozwala na ciągłą elastyczną kontrolę człowieka nad procesem. „Możliwość bliskiej współpracy ułatwia także nadzór nad procesem pod kątem estetyki wykonywanych elementów, co jest trudne w oparciu o samą automatykę, zwłaszcza przy pojawiających się sporadycznie różnego rodzaju defektach. Coboty zajmują również znacznie mniej miejsca z racji braku lub tylko częściowego zastosowania wygrodzeń bezpieczeństwa” – podkreśla Krzysztof Sulikowski.

Polskie realia

Zastosowanie robotów współpracujących jest ważne dla każdej branży, ponieważ niemal w każdym segmencie rynku obserwujemy w tej chwili niedobory siły roboczej. Tę lukę doskonale mogą wypełnić właśnie coboty. „Dotyczy to zarówno przemysłu motoryzacyjnego, jak i produkcji żywności czy sektora farmaceutycznego. Wszystkie typowe zastosowania robotów, takie jak obsługa, montaż, paletyzacja, mogą być realizowane za pomocą właśnie robotów współpracujących” – mówi Peter Lange, Business Development Manager w firmie Omron Electronics.

Wprowadzanie cobotów do pracy ułatwiają dofinansowania na nowoczesne rozwiązania, co także pozwala zdobyć zaufanie do tego typu rozwiązań w fabrykach. Popularność rośnie, jednak rynek ciągle mocno szuka optymalnego zastosowania dla robotów współpracujących. „Na dzień dzisiejszy najpopularniejszymi zastosowaniami wykorzystującymi roboty współpracujące są aplikacje typu handling, obróbka wykończeniowa i montaż części czy pick & place” – wymienia Krzysztof Sulikowski (Roboty Przemysłowe).

W Polsce da się zaobserwować wzrost zainteresowania cobotami w wielu branżach. „Choć najczęściej dostarczamy rozwiązania do paletyzacji, montażu, obsługi maszyn, pakowania, spawania i polerowania. Widzimy również duże zainteresowanie ze strony aplikacji lakierowania, montażu i testów elektroniki, badań laboratoryjnych, nitowania, przykręcania” – mówi Radosław Matiakowski, Prezes Zarządu CoRobotics. A potencjał jest ogromny. Z danych przytoczonych przez eksperta najbardziej zrobotyzowana jest Korea Południowa, czyli ojczyzna robotów HCR, gdzie na 10000 zatrudnionych przypada 790 robotów. W Polsce to tylko 36 robotów na 10000 zatrudnionych. „Prognozy mówią, że do 2050 r. zmniejszy się w Polsce populacja ludzi w wieku produkcyjnym. Jeżeli chcemy się rozwijać, musimy się zrobotyzować. Nie ma innej równie skutecznej drogi” – przekonuje ekspert CoRobotics.

Od dłuższego czasu nie jest tajemnicą, że Polsce coraz więcej przedsiębiorców szuka sposobów na optymalizację procesów przemysłowych z uwagi na trudności związane z pozyskaniem i utrzymaniem pracowników odpowiedzialnych za powtarzalne, manualne zadania. Automatyzacja to także możliwość zwiększenia produkcji bez podnoszenia kosztów i to zaczynają zauważać polscy producenci. „Nasze coboty pracują w Polsce, m.in. w przemyśle spożywczym, motoryzacyjnym, meblarskim i elektronicznym. To oczywiście tylko wycinek, ponieważ zrobotyzowane stanowiska można spotkać praktycznie w każdej branży. Taka koncepcja przyświecała założycielom Universal Robots – stworzenie rozwiązań uniwersalnych, które mogą zwiększać efektywność produkcji w praktycznie każdym sektorze” – mówi Pavel Bezucky, Area Sales Manager w Universal Robots i również podkreśla, że potencjał automatyzacji z wykorzystaniem robotów współpracujących w Polsce jest ogromny, ponieważ jesteśmy krajem mocno uprzemysłowionym, a nasze produkty są doceniane na całym świecie. „Walka o dobrą pozycję konkurencyjną na globalnym rynku wymaga od lokalnych przedsiębiorców wdrażania rozwiązań, które zwiększą efektywność, ustabilizują jakość oraz pozwolą pracownikom przejmować zadania o wyższej wartości. Jeśli chodzi o aplikacje, najczęstsze zastosowania cobotów na naszym rynku to pick & place oraz obsługa maszyn. W dalszej kolejności jest to paletyzacja i pakowanie, montaż oraz obróbka mechaniczna i polerowanie. Ten zakres stale się poszerza” – przekonuje Pavel Bezucky.

Kaizenowe korzyści

Z punktu widzenia realizacji zasad Kaizen do głównych korzyści płynących z zastosowania cobotów możemy zaliczyć przede wszystkim mniejsze zużycie przestrzeni roboczej, dzięki temu, że robot współpracujący nie potrzebuje osobnej przestrzeni do pracy. Zmniejszeniu ulega również czas przestojów, ponieważ predefiniowane zadania i powtarzalne cykle pracy sprawiają, że skraca się czas przestojów pomiędzy seriami i zmęczenie pracowników.Dzięki wsparciu robota w monotonnych i powtarzalnych czynnościach pracownicy mogą podjąć się bardziej wymagających zadań i obowiązków. Wpływa to również korzystnie na poprawę bezpieczeństwa oraz lepszą koncentrację pracowników. Coboty nie męczą się, jak również nie popełniają błędów, co wpływa na efektywność i bezpieczeństwo w przestrzeni produkcyjnej.

Ciągłe doskonalenie procesu, eliminacja strat, zwiększenie outputu oraz poprawa ergonomii pracy to elementy bliskie zarówno metodologii Kaizen, jak i robotyzacji z wykorzystaniem robotów współpracujących. „Wykorzystanie potencjału człowieka w procesach wymagających krytycznego myślenia lub podejmowania decyzji i zostawienie powtarzalnych zadań robotom to najbardziej efektywna kombinacja. Istotna jest także elastyczność pracy cobotów i lekkich robotów przemysłowych – z dnia na dzień mogą być przezbrojone do realizowania innej czynności, która aktualnie wymaga wsparcia” – mówi Aleksander Marinković (OnRobot).

Roboty współpracujące, które mogą bezpiecznie pracować w tym samym środowisku co ludzie, odgrywają ważną rolę w umożliwieniu elastycznej produkcji i tworzeniu przewagi konkurencyjnej. „Obecnie pojawia się nowa generacja cobotów będących efektem ewolucji klasycznych robotów przemysłowych w odpowiedzi na potrzeby Przemysłu 4.0. W zastosowaniach, w których to elastyczność, a nie maksymalna prędkość produkcji, ma kluczowe znaczenie, to właśnie roboty współpracujące wypełniają lukę na rynku robotyki” – przekonuje Peter Lange z Omronu. Zdaniem naszego rozmówcy jest to możliwe dzięki niezwykle przyjaznemu dla użytkownika oprogramowaniu i zintegrowanym funkcjom sensorycznym, które obejmują obecnie systemy wizyjne, możliwości lokalizacji oraz integrację z systemem magazynowym.

Zasada Kaizen zakłada ciągle doskonalenie, co w przemyśle przekłada się na redukcję kosztów produkcji, przestojów, odpadów, lepszą jakość produktu i większą ergonomię pracy. „Coboty rzeczywiście mogą się wpisywać w Kaizen, ale nie muszą! Każde wdrożenie powinno być dobrze przemyślane, należy policzyć koszty i zyski, uwzględnić nawet wartości niemierzalne, takie jak poprawa wizerunku firmy, podniesienie kwalifikacji pracowników itp. Należy także pamiętać, że cobot to nie jest wiertarka, którą można użyć wszędzie. Wymaga on przezbrojenia, nauczenia nowych programów, dostosowania do nowego miejsca pracy” – przekonuje Magdalena Kamińska z Alnea Robotics. Jak podkreśla nasza rozmówczyni, cobot jest świetnym narzędziem np. do obsługi maszyny CNC, paletyzacji, konfekcjonowania, montażu, wkręcania i w ogóle większości procesów produkcyjnych. Ogranicza nas głównie zasięg, udźwig, ale i niestety dokładność: coboty mają powtarzalność na poziomie 0,1 mm, natomiast roboty przemysłowe – 0,001 mm. Rynek oprzyrządowania do tych robotów szybko się rozwija, toteż do dyspozycji mamy cały wachlarz chwytaków, wkrętaków i flansz przygotowanych pod wiele różnych narzędzi.

Przykłady rynkowe

Roboty współpracujące znajdziemy m.in. w ofercie firmy Omron. Ich specyficzne cechy to zakres ładowności od 4 do 14 kg i zasięg od 700 do 1300 mm. Zintegrowana kamera i system wizyjny robotów współpracujących umożliwiają bardzo elastyczne zastosowania, w tym wizyjne wykrywanie części i kontrolę wizyjną. Ta przełomowa funkcjonalność pozwala w sposób elastyczny stosować je w procach obsługi maszyn, także w przypadku małych firm.

Firma CoRobotics poleca roboty współpracujące – coboty HCR. To urządzenia wykonane w pełni z metalu do pracy ciągłej 24/7/365 z pełnymi prędkościami. Wyróżniają się doskonałymi parametrami technicznymi, które zostały wzmocnione względem wielu rozwiązań znanych na rynku. Produkowane są przez koncern Hanwha, który zajmuje 246. miejsce na świecie i 3. w Korei Południowej o rocznych przychodach ponad 56 mld USD. Hanwha operuje w sektorze petrochemicznym, lotniczym, kosmicznym, zbrojeniowym, energetycznym, finansowym i maszynowym (maszyny CNC, wtryskarki, linie do montażu elektroniki). To bogate doświadczenia znajdujące w odzwierciedlenie w robotach HCR, co zostało docenione licznymi nagrodami m.in. Złotym Medalem Targów Automaticon 2019 i międzynarodową IF Design Award.

Rodzina e-Series to z kolei propozycja firmy Universal Robots. Są to trzy roboty – UR3e, UR5e i UR10e. Każdy z cobotów ma inny zasięg i udźwig, ale wszystkie są tak samo precyzyjne, dokładne i niezawodne. Dzięki temu są narzędziem mogącym wesprzeć w automatyzacji każdy zakład produkcyjny. Wbudowany, zlokalizowany w narzędziu czujnik siły i momentu daje e-Series większą precyzję i wrażliwość, które umożliwiają zastosowania cobota w jeszcze szerszej gamie aplikacji. Intuicyjny i responsywny na dotyk interfejs użytkownika skraca proces programowania do kilku kliknięć na lekkim i szerokim, dotykowym ekranie panelu uczenia robota. e-Series to także duża wygoda użytkowania. Rozpakowanie cobota, zamontowanie go i zaprogramowanie pierwszego zadania zajmują tylko godzinę. Złącze narzędziowe wyposażone w interfejs komunikacji RS-485 zlokalizowane na kołnierzu redukuje czas i złożoność integracji cobota z linią produkcyjną. Jednocześnie jeżeli chodzi o serwis, wszystkie przeguby mogą być wymienione w 2 do 6 minut. 17 funkcji bezpieczeństwa obejmujących programowalny czas i dystans zatrzymania sprawia, że współpracująca automatyzacja staje się łatwiejsza. Wszystkie funkcje są certyfikowane przez TÜV Nord pod względem zgodności z EN ISO 13849-1 i EN ISO10218-1 (Cat. 3 PLd). Coboty Universal Robots są lekkie, niewielkie i łatwo się je wykorzystuje do różnych zastosowań bez zmiany układu produkcyjnego.

Firma OnRobot dostarcza nowoczesne narzędzia do robotów współpracujących i lekkich robotów przemysłowych oparte o założenie Plug & Produce. W ofercie posiada chwytaki palczaste imitujące ruch dłoni, m.in. RG2 i RG6, oraz czujniki siły i momentu, które lepiej przygotowują robota do danego zastosowania. „Produkujemy także innowacyjne chwytaki VG10 i Gecko, doskonałe do pakowania, paletyzacji i aplikacji pick & place, a także Quick Changer ułatwiający montowanie i zmianę narzędzi. OnRobot to One Stop Shop dla aplikacji współpracujących – zależy nam na tym, aby klient mógł zaoszczędzić czas i w naszej ofercie znaleźć wszystko, czego potrzebuje, aby jego robot rozpoczął pracę” – mówi Aleksander Marinković i dodaje, że narzędzia EoAT są przystosowane do płynnej pracy z większością ramion robotycznych dostępnych na rynku. Ujednolicone programowanie sprawia, że operatorzy bez doświadczenia programistycznego czy inżynieryjnego są w stanie bez problemu uruchomić system robotyczny.

Z kolei Alnea Robotics proponuje LBR iiwa KUKA – robot o futurystycznym designie, dużej czułości i łatwy do programowania oraz uczenia (udźwig ramienia 7–14 kg, zasięg 800–820 mm). Kuka wciąż rozwija ten produkt, a szczególnie ciekawe są jego zastosowania medyczne, np. w fizjoterapii. Integracja z autonomiczną mobilną platformą daje duże możliwości zastosowania w przemyśle. Z kolei robot współpracujący CR-7iA/L FANUC to świetne i elastyczne narzędzie do obsługi maszyn czy procesu paletyzacji (udźwig ramienia – 7 kg, zasięg 911 mm). Pokryty jest on specjalną substancją, która dodatkowo stanowi ochronę przed otarciami przy nagłym zetknięciu z ramieniem. Cechuje go duża precyzja nawet przy zwiększonej prędkości pracy ramienia. Dostępny również ofercie Alnea Robotics przemysłowy robot współpracujący HCR-12 Hanwha to duży robot o udźwigu 12 kg i zasięgu aż 1300 mm, z możliwością wydłużenia o kolejne 300 mm (udźwig 10 kg). Wyróżnia go łatwa obsługa, proste programowanie i zintegrowane narzędzia.

Portfolio firmy RMA również nie ogranicza się do propozycji cobotów jednej marki. „W naszej ofercie znajdują się roboty współpracujące wielu czołowych producentów, takich jak KUKA, Universal Robots, ABB, Yaskawa itp. Każdy z nich jest dostosowany do aktualnie badanego projektu. Dla użytkownika końcowego znaczenie ma cała aplikacja współpracująca. Robot potrzebuje odpowiednich narzędzi, które będą realizowały powierzone mu zadania” – mówi Grzegorz Kreft, Specjalista ds. marketingu w spółce RMA. A zatem ważne jest wdrożenie systemu zrobotyzowanego. Z pewnością istotnym elementem jest cena takiego stanowiska, natomiast jeszcze ważniejszy jest czas zwrotu z inwestycji. Tutaj znaczenie ma prostota obsługi i szybkość wdrożenia robota oraz niezbędnych narzędzi – to tutaj klienci zauważą oszczędności.

Michał Klecha


Zobacz także

System Andon w dobie Przemysłu 4.0 ma swoje nowoczesne wcielenia
Inteligentne systemy wizyjne zintegrowane z automatyką
Praca zrobotyzowanego stanowiska do spawania laserowego w duchu Kaizen
Poznaj koncepcję Wizualnego Przedsiębiorstwa
REKLAMA

Zapisz się do naszego newslettera

Więcej na temat

Jak wygląda w praktyce współpraca człowieka z cobotem w przestrzeni przemysłowej?
Robotyka mobilna - w jaki sposób wspiera zadania logistyczne w przemyśle?
Trzecia edycja Forum Cobotyki za nami!
Mobile Industrial Robots podpisał umowę dystrybucyjną z Astor
REKLAMA

Nasze czasopisma

top logistyk 2020
mid 20202
Logo KAIZEN rgb
 

Aktualności

Biblioteka Tekstów

REKLAMA