Pierwsze urządzenia kolaborujące powstały mniej więcej w połowie ubiegłej dekady. Coboty zaprojektowano do automatycznego, szybkiego i precyzyjnego wykonywania jednego lub większej liczby zadań, które dotychczas realizował człowiek. Mogą być kierowane przez zewnętrzne urządzenie sterujące lub przez wewnętrzne oprogramowanie, a między robotami i ludźmi mogą zachodzić interakcje. Cobotów w fabrykach przybywa o kilkanaście procent rocznie. Liczba firm, które w ciągu ostatnich dwunastu miesięcy postawiły mocniej niż dotąd na automatyzację tego rodzaju, wzrosła dwukrotnie – wynika z raportu Deloitte. Z założenia ma być łatwiej, szybciej i wydajniej, a zdaniem ekspertów Personnel Service, wyzwaniem dla firm wdrażających tego rodzaju automatyzację jest właśnie znalezienie równowagi między pracą człowieka i maszyny.
Zasłużona popularność
Specjaliści twierdzą, że gdy część zadań realizowanych przez jednego, kluczowego pracownika przejmuje robot kolaboracyjny wydajność linii może wzrosnąć nawet o ponad 30%. Coboty mogą zatem być sposobem na radzenie sobie z problemami zatrudnieniowymi.
Sebastian Dmytryk, Inżynier Sprzedaży Robotów Przemysłowych, Stäubli, podkreśla, że firmy coraz częściej sięgają po coboty, ponieważ są one w stanie zautomatyzować procesy, których w standardowy sposób zautomatyzować się nie da lub do tej pory było to nieopłacalne. Co istotne, coboty można dużo łatwiej programować, a przez to łatwiej jest znaleźć dla nich nowe zastosowanie na produkcji. Szczególnie zainteresowane cobotami są firmy z branż papiernictwa, przetwórstwa tworzyw sztucznych oraz obróbki metali. – Polski przemysł dopiero zaczyna się otwierać na roboty i coboty. Pamiętajmy, że wskaźnik robotyzacji w Polsce (ilość robotów na 10 tys. mieszkańców) jest jednym z najniższych w Europie i wynosi 46. Dla porównania na Słowacji wynosi 169, w Czechach 147, a na Węgrzech 106. Potencjał robotyzacji w Polsce z pewnością przyśpieszy w najbliższych latach dzięki uldze na robotyzację, wprowadzonej od 1 stycznia 2022 r. Zauważamy, że cobotami szczególnie zainteresowane są firmy z sektora MŚP. – mówi S. Dmytryk.
W SSI SCHAEFER potwierdzają, że coboty nie są jedynie rozwiązaniami dla dużych firm. Jako przykład podają system urządzenia transportowe WEASEL (stworzone przez SSI SCHAEFER), produkt adresowany także do tych niewielkich użytkowników. Cena pojedynczego egzemplarza to ok. 10 tys. euro, dochodzi do tego koszt infrastruktury, całość zamknąć może się w kwocie poniżej 100 tys. euro. Kwoty te są istotne, jeśli mówimy o oszczędności pracy ludzkiej czy możliwości skierowania osób dotychczas wykonujących dane czynności do realizacji innego zadania. Warto jednak pamiętać, że głównym celem zastosowania cobotów jest znaczące podwyższenie wydajności pracy, a automatyzacja procesów, kojarząca się nierzadko ze zmniejszeniem liczby stanowisk, w tym przypadku nie jest kluczowa.
Mikołaj Białek, Kierownik ds. eksportu, ABB, zwraca uwagę na to, że łatwość programowania wpływa m.in. na brak konieczności specjalistycznego szkolenia pracowników i tym samym ogranicza koszty związane z wdrożeniem oraz użytkowaniem robotów. – W przypadku robota współpracującego, za pomocą prostego systemu typu „drag and drop” (programowanie blokowe), możemy z dostępnych puzzli (bloków) stworzyć dość zaawansowane programy. Proste aplikacje można również zaprojektować, wykorzystując metodę programowania przez wodzenie, polegającą na ręcznym ustawianiu pozycji robota („wodząc” jego ramieniem), a następnie zapisywaniu ruchu na pendancie czy nawet specjalnej aplikacji na tablecie/smartfonie. – dodaje nasz rozmówca, zaznaczając, że potencjał, biorąc pod uwagę m.in. sytuację pandemiczną, jest ogromny (w Polsce głównie w branży spożywczej, samochodowej, elektronicznej, kosmetycznej, artykułów higienicznych oraz farmaceutycznej).
Wiktor Krzeszewski, Prezes Zarządu, TechOcean, zwraca uwagę na elastyczność cobotów, twierdząc też że źródłem ich popularności jest… marketing, który przedstawia coboty jako rozwiązania przystępne pod względem programowania i integracji. – Dodatkowym aspektem jest ograniczenie kosztów związanych z bezpieczeństwem i możliwość szybszego przezbrajania linii zgodnie z metodologią Lean. Coboty mają znacznie lepszy odbiór społeczny niż konwencjonalne roboty przemysłowe z uwagi na to, że nie zastępują ludzi w fabrykach, a są narzędziem wspierającym procesy technologiczne. Pozwalają realizować zadania w parze z człowiekiem, które są nieosiągalne dla samego człowieka lub samego robota. – mówi W. Krzeszewski.
Sebastian Procek, Dyrektor Działu Budowy Maszyn, AIUT, przywołuje dane, według których w ciągu najbliższych 10 lat udział cobotów w całym rynku robotów przemysłowych wyniesie blisko 30%. Zdaniem naszego rozmówcy coboty popularność zawdzięczają idei bezpośredniej współpracy człowiekiem, ramię w ramię, bez barier ochronnych, co jest również jednym z założeń idei Przemysłu 4.0. – W przypadku klasycznych robotów przemysłowych praca w jednej przestrzeni produkcyjnej nie jest możliwa z uwagi na kwestie bezpieczeństwa. Cobotów z założenia te restrykcje nie obejmują, czemu sprzyja konstrukcja robota oraz układy zabezpieczające pozwalające natychmiast zatrzymać pracę maszyny, jeśli wykryty zostanie ruch kolizyjny. Warto jednak zauważyć, że ostateczną decyzję w kwestii zasadności instalowania wygrodzeń podejmuje się na podstawie dokonania oceny zagrożeń. – dodaje S. Procek, zaznaczając, że coboty wyróżnia kompaktowa budowa, mobilność, bezpieczeństwo użytkowania, łatwość implementacji oraz szybkiego programowania do nowych zadań produkcyjnych.
Liczne bonusy
Analitycy Deloitte oszacowali, że w ciągu najbliższych trzech lat automatyzacja zwiększy wydajność pracowników o 27%. Według amerykańskich naukowców technologia może zintensyfikować pracę na dwa sposoby. Po pierwsze, ograniczy liczbę kontaktów międzyludzkich, a po drugie, pozwoli na niemal pełne monitorowanie wykonywanych zadań. Maszyny już teraz są w stanie kontrolować każdy ruch pracowników, np. poprzez czujniki, które mierzą czas potrzebny na wykonanie danej czynności. Informacje są analizowane i poddawane ewaluacji.
Plusy stosowania cobotów w przestrzeni produkcyjnej z punktu widzenia realizacji zasad Kaizen i Lean Production wydają się zatem oczywiste. Zdaniem S. Procka (AIUT) argumentem jest m.in. tworzenie przewag konkurencyjnych. To rozwiązanie, które pozwala zwiększać elastyczność procesu produkcji, a dzięki łatwemu programowaniu do nowych zadań szybko reagować na pojawiające się wyzwania, jak nagłe zmiany w harmonogramie produkcji. – Listę głównych korzyści wynikających ze stosowania cobotów na produkcji, zgodnych z zasadami Kaizen, otwiera kompaktowość rozwiązania, co oznacza, że roboty te potrzebują mniejszą niż inne maszyny powierzchnię do pracy. Nie musi być ona wygrodzona, a mobilność robota daje szansę na bardziej elastyczne gospodarowanie miejscem na hali produkcyjnej. Łatwość programowania cobotów do nowych zadań produkcyjnych zwiększa efektywność wytwórczą zakładu, skraca się czas przestojów pomiędzy kolejnymi cyklami. Pamiętajmy też, że robot gotowy jest do pracy zawsze, a jego wydajność nie spada. – wylicza nasz rozmówca.
M. Białek (ABB) zwraca uwagę na niski koszt użytkowania robota (TCO), ale też bardzo szybką instalację i łatwość instalacji. Przykładowo, samo wdrożenie stanowiska z cobotem jest dużo mniej wymagające niż wdrożenie stanowiska z robotem przemysłowym większych gabarytów – mówimy tu m.in. o braku konieczności wykorzystania dźwigu ze względu na niewielką wagę cobota oraz osprzętu – lekki chwytak, lekki podest.
Do wzięcia
ABB od ubiegłego roku ma w ofercie dwie nowe rodziny cobotów: GoFa™ i SWIFTI™. Stosunkowo niewielkie, ale zwinne i mocne maszyny są proste w obsłudze, początkujący użytkownik jest w stanie obsługiwać takiego robota już po trwającej kilka minut instalacji (nie jest potrzebne specjalistyczne szkolenie). GoFa to cobot z udźwigiem 5 kg. Posiada wszystkie zalety cobota, łatwość programowania i bezpieczna konstrukcja to główne zalety tego modelu. – SWIFTI to cobot błyskawiczny, czyli połączenie wydajności na poziomie robota przemysłowego z innowacyjnym bezpieczeństwem. Dokładność i prędkość na najwyższym poziomie dla najbardziej wymagających aplikacji. – mówi M. Białek (ABB) informując również o walorach YuMi, dwuramiennego robota o konstrukcji ramion zbliżonej do budowy ciała ludzkiego. To bezpieczny i dokładny robot do precyzyjnych zadań na linii produkcyjnej oraz bezpośredniej współpracy z człowiekiem. W ofercie dostępny jest również jednoramienny robot YuMi o bardzo niskiej wadze (mniej niż 10 kg). Sprawdzi się tam, gdzie wymagana jest elastyczność w procesie i precyzja, np. do montażu niewielkich elementów.
Stäubli ma w ofercie m.in. roboty z serii TX2touch, ubrane w sztuczną skórę airskin. – Nasze doświadczenie pokazuje, że takie rozwiązanie jest najkorzystniejsze dla użytkownika końcowego. Połączenie technologii airskin, poziomu bezpieczeństwa SIL3-Ple oraz enkoderów absolutnych gwarantuje w pełni bezpieczną pracę z człowiekiem. Dzięki temu, że podstawą całego rozwiązania jest robot przemysłowy, mamy możliwość zwiększenia produktywności w przypadku, gdy człowieka nie ma w pobliżu, oraz wykorzystanie pełnej kinematyki pracy robota. TX2touch dysponuje udźwigiem do 14 kg, zasięgiem ramienia do 1450 mm oraz powtarzalnością na poziomie 0,02 mm. – wylicza S. Dmytryk.
ES Cobot to dzieło Europa Systems. Służy głównie do paletyzacji produktów o niskich wydajnościach. Operator może w łatwy sposób wyprowadzić kompletną paletę bez konieczności zatrzymywania cobota. Urządzenie obsługuje opakowania typu american box, tray&hood, wrap around do 10 kg. Zasilane jest w sieci (220/240V). Wymiary 2907 x 1561 mm, wydajność mieści się w zakresie od 8 do 15 kartonów/min. Dostępne są różne konfiguracje aplikacji ES Cobot zapewniające odpowiednie posadowienie w hali produkcyjnej. Zwarta budowa umożliwia szybką instalację i uruchomienie aplikacji. Dodatkowe opcje to: układanie przekładek pomiędzy warstwami, paletyzacja różnych rodzajów palet, opcja paletyzacji wysokich palet.
– Polecamy rozwiązania, które pozwalają zintegrować się z rozwiązaniami integratorów, podobnie jak integrujemy nasz własny autorski system do kontroli wizyjnej VisionQb. Proces przezbrajania jest bardzo szybki, przyjemny oraz mniej ryzykowny. – mówi W. Krzeszewski (TechOcean).
AIUT jako integrator i dostawca zrobotyzowanych linii oraz stanowisk produkcyjnych, wdraża roboty współpracujące jako jeden z elementów ciągu technologicznego, dostarczając sprofilowane pod potrzeby klienta kompleksowe rozwiązania. – Coboty sprawdzają się w rozwiązaniach do prostego przenoszenia i montażu, zwłaszcza lekkich elementów. Jeśli aplikacja jest prosta, nie wymaga bardzo restrykcyjnego czasu cyklu (niezwykle szybkich operacji typu pick&place), a narzędzia czy detale zaplanowane do przenoszenia są na tyle bezpieczne, że roboty mogą pracować bez ogrodzeń w pobliżu operatora, możemy z powodzeniem wdrożyć robota współpracującego. Przykładem z naszych realizacji może być wykorzystanie cobotów do montażu precyzyjnego, czyli wymagającego dopasowania elementów (istotny jest pomiar siły i odpowiedni ruch oscylacyjny). W innym przypadku wykorzystaliśmy cobota do montażu drobnych elementów na liniach bez reżimu krótkiego czasu cyklu. – mówi S. Procek (AIUT), jako przykład współpracy z innym systemem podając integrację cobota z robotem mobilnym typu AMR, konkretnie z robotem AIUT Formica. Po integracji z cobotem, autonomiczne roboty mobilne z rodziny Formica zdolne są do wykonywania ustalonych zadań produkcyjnych na swoim pokładzie.
Michał Jurczak
Ten i inne artykuły znajdziecie w czasopiśmie Kaizen – dostępnym w naszym sklepie
