Implementacja w przestrzeni produkcyjnej cobotów to jeden z bardziej zauważalnych innowacyjnych trendów w przemyśle ostatnich lat. Ich zastosowanie wpisuje się doskonale w promowaną intensywnie koncepcję Przemysłu 4.0, realizując jednocześnie zasady szczupłej produkcji zgodne z zasadami Kaizen i Lean Management. – Dzisiejszy przemysł to ciągłe doskonalenie procesów produkcyjnych, optymalizacja oraz racjonalizacja wykorzystania zasobów. Wszystko po to, aby przy drożejących kosztach pracy oraz problemach kadrowych móc utrzymać produkcję i zabezpieczyć się na przyszłość. Duże ilości mniejszych serii oraz wymagania krótszych czasów dostaw sprawiają, że czynnik ludzki staje się dość niepewnym ogniwem w całym łańcuchu produkcyjnym – mówi Łukasz Szczepkowski, Regional Sales Manager w firmie KUKA Roboter. Jego zdaniem w realizacji dzisiejszych wyzwań pomoże wykorzystanie robotów przemysłowych. Dopiero tam, gdzie robotyka klasyczna może okazać się niewystarczająca, można przeanalizować zasadność wykorzystania cobotów.
Robotyzacja jest niewątpliwie odpowiedzią na współczesne wyzwania, które stoją przed przemysłem. Robert Pacwa, Kierownik sprzedaży w biznesie Robotyki w firmie ABB, przekonuje, że zarówno roboty przemysłowe, jak i współpracujące sprawdzają się doskonale w modelu zarządzania produkcją typu high mix – low volume, obniżając koszty wytwarzania i rozwiązując problem braków kadrowych. – Jednocześnie pomagają one sprostać rosnącym wymaganiom konsumentów, co wiąże się ze stałą poprawą jakości produktów czy ich masową personalizacją. Jak wynika z raportu Międzynarodowej Federacji Robotyki (IFR), w 2018 r. spośród 422 tys. sprzedanych robotów przemysłowych ok. 14 tys. było robotami współpracującymi – komentuje ekspert ABB.
Wpływ na produktywność
Roboty współpracujące doskonale wypełniają lukę na rynku robotyki w zastosowaniach, w których kluczowe znaczenie ma elastyczność, a nie maksymalna prędkość produkcji. Jest to możliwe m.in. dzięki bardzo przyjaznemu dla użytkownika oprogramowaniu oraz zintegrowanym funkcjom sensorycznym, które obejmują obecnie systemy wizyjne, możliwości lokalizacji i integrację z systemem magazynowym. – Na zwiększenie produktywności wpływa również zastosowanie zaawansowanych systemów zarządzania flotą. Potrafią one ze znacznym wyprzedzeniem planować pracę całej floty robotów, co byłoby niemożliwe do zrealizowania z perspektywy operatora – mówi Bogusław Krasuski, Sales Manager Channel & Panel w firmie Omron Electronics. Zaawansowane systemy zarządzania flotą umożliwiają również optymalne przydzielanie zadań gwarantujące najbardziej efektywną pracę maszyn. – Ponadto nasze roboty w łatwy sposób mogą zostać dostosowane do wykonywania różnych zadań i tym samym wesprzeć produkcję w nowych obszarach, dzięki odpowiednim komponentom. Dzięki systemowi plug-and-play istnieje możliwość wyposażenia ich w dodatkowe elementy (np. osie, chwytaki, czujniki siły, urządzenia komunikacyjne lub śrubokręty), co stwarza jeszcze więcej możliwości ich zastosowania – dodaje nasz rozmówca. W odróżnieniu od tradycyjnych robotów przemysłowych, coboty można łatwo przenosić z jednego miejsca na linii produkcyjnej na drugie, a nawet połączyć z robotami mobilnymi, co pozwala im się poruszać autonomicznie.
Z kolei Radosław Matiakowski, Prezes Zarządu firmy CoRobotics, uważa, że na produktywność wpływa w dużej mierze dobór odpowiedniej technologii. – Cobot powinien być przystosowany do warunków przemysłowych, co przejawia się metalową obudową, łatwym programowaniem, z którego wynika elastyczność w równych układach produkcyjnych, i doskonałym lokalnym wsparciem technicznym. Do tego dodałbym budowę silnych wewnętrznych kompetencji, które pozwolą elastycznie reagować na zmiany w produkcji – mówi ekspert CoRobotics. Oczywiście nie należy zapominać o dobowym wykorzystaniu cobota – im dłużej w ciągu doby będzie pracować, tym szybciej osiągniemy zwrot z inwestycji.
Na produktywność procesów wytwórczych pozytywnie wpływa przede wszystkim możliwość bezpośredniej współpracy człowieka z robotem. Usprawnia to proces produkcyjny lub odciąża człowieka od pewnych zadań sprawiając, że praca jest mniej uciążliwa lub bardziej dla niego bezpieczna. – Należy jednak pamiętać o tym, że wdrożenie cobota jest obłożone wieloma obostrzeniami, jak np. niedozwolona praca na wysokości oczu. Bezpieczna aplikacja z cobotem to nie tylko sam cobot, ale całe stanowisko, w jakim pracuje – przestrzega Łukasz Szczepkowski z KUKA Roboter.
Coboty w Industry 4.0
W przypadku cobotów realizacja koncepcji Przemysłu 4.0 szczególnie zauważalna jest w ich integracji z systemami produkcyjnymi. Cobot potrafi sam wykonywać odpowiedni program w zależności od wytycznych, jakie otrzymał z systemu. – Nie potrzeba już żmudnego planowania czy przezbrajania stanowiska – wszystko dzieje się w pełni automatycznie. To wyraźny krok w kierunku pełnej automatyzacji fabryki w koncepcji Industry 4.0 – mówi Radosław Matiakowski z CoRobotics.
W odpowiedzi na potrzeby Przemysłu 4.0 pojawiła się nowa generacja cobotów, będących efektem ewolucji klasycznych robotów przemysłowych. Mogą one bezpiecznie pracować w tym samym środowisku co ludzie, zwiększając elastyczność produkcji i przewagę konkurencyjną. – Wdrażanie takich nowych rozwiązań zakłada pełną integrację ze środowiskiem produkcyjnym – tworzenie jednego systemu, w którym zadania są z góry koordynowane i powiązane ze sobą. W pełni zintegrowane roboty (zwłaszcza mobilne) w środowisku produkcyjnym zapewniają harmonijną współpracę z ludźmi, co z kolei pomaga osiągać największe długofalowe korzyści – uważa Bogusław Krasuski z Omron Electronics.
W opinii Łukasza Szczepkowskiego z KUKA Roboter najbardziej widocznym i dość efektownym elementem koncepcji Przemysłu 4.0, który już działa i mocno się rozwija, są coboty poruszające się na autonomicznych platformach, często w całych flotach. Centralne zarządzanie pracą takich robotów oraz choćby sama optymalizacja ich poruszania się czy pozycjonowania daje nam wyraźną cześć systemu wpisującego się w koncepcję Przemysłu 4.0.
Przykłady rynkowe
Coboty KUKA to urządzenia, które są bezpieczne. Bezpieczeństwo oparte jest na czujnikach siły i momentu, dzięki temu jest to pewne i solidne rozwiązanie. Wykorzystanie tych czujników daje kolejną przewagę – coboty KUKA IIWA są robotami, które doskonale „czują” i często są jedynymi robotami mogącymi realizować pewne zadania. – Chcąc dostarczać rozwiązania do najszerszego grona klientów z różnych branż, mamy również możliwość doposażenia niemalże każdego robota KUKA w odpowiednie elementy, które umożliwiają pracę bezpośrednio w towarzystwie człowieka. Prosta implementacja specjalnych sensorów zapewni prace bez wygrodzenia nawet dla dużych robotów – uważa Łukasz Szczepkowski.
Opracowany przez firmę ABB w pełni przyjazny człowiekowi, dwuramienny robot YuMi jest wyposażony w funkcje sensoryczne i wizualne. Miękkie podwójne ramiona robota YuMi w połączeniu z innowacyjną technologią detekcji nacisku zapewniają bezpieczeństwo osób pracujących w jego pobliżu. Robot YuMi może poruszać swoimi ramionami z prędkością aż do 1500 mm/s i wciąż jest bezpieczny dla przebywających w jego otoczeniu ludzi. Każde z ramion posiada 7 osi, co pozwala na elastyczność i zwinność niedostępną dla robotów 6-osiowych. Wbudowanie kontrolera w korpus robota i waga całości 38 kg sprawiają, że robota łatwo zamontować na linii produkcyjnej. – W ofercie robotów współpracujących firma ABB posiada również jednoramiennego robota YuMi. Kompaktowa konstrukcja manipulatora, która razem z niską wagą (tylko 9,5 kg) umożliwia montaż pod dowolnym kątem, w tym montaż na suficie, stole oraz ścianie, pozwala na łatwe i szybkie wdrożenie robota do istniejących linii produkcyjnych – mówi Robert Pacwa.
Z kolei najbardziej specyficzne cechy robotów współpracujących Omron to zakres ładowności od 4 do 14 kg i zasięg od 700 do 1300 mm; zintegrowana kamera i system wizyjny umożliwiają bardzo elastyczne zastosowania, w tym wizyjne wykrywanie części i kontrolę wizyjną. Ta przełomowa funkcjonalność pozwala w sposób elastyczny stosować je w procesach obsługi maszyn, także w przypadku małych firm.
Coboty HCR w ofercie firmy CoRobotics to cała rodzina rozwiązań o udźwigach 3/5/12 kg i zasięgach odpowiednio 630/915/1300 mm. Warto wspomnieć, że posiadają wyjątkowo intuicyjne i łatwe oprogramowanie, możliwość uczenia robota poprzez poruszanie ramieniem bez konieczności trzymania wciśniętych przycisków. Zwracają uwagę również możliwość rejestracji ścieżki – zapisu chmury punktów z prowadzenia ramienia w przestrzeni czy bardzo wysoki w swojej klasie Clean Room – Class 2, a także protokół EtherCAT w nadgarstku, który pozwala zintegrować najbardziej skomplikowane narzędzia.
Michał Klecha
