Rośnie nisza dla ramion robotycznych

Niskokosztowe manipulatory i ramiona robotyczne to nisza, której potencjał dostrzega coraz więcej firm, także tych działających w Polsce, choć polski rynek w tym obszarze dopiero raczkuje. Jedną z pionierskich firm, która dostrzegła rosnące zapotrzebowanie na rozwiązania tego typu, jest igus, rodzinne przedsiębiorstwo z siedzibą w Kolonii i oddziałami w 35 krajach.

Ten światowy lider w produkcji systemów prowadzenia przewodów i polimerowych łożysk ślizgowych dysponuje największymi w swojej branży laboratoriami badawczymi, dzięki czemu może oferować swoim klientom innowacyjne i dostosowane do ich potrzeb produkty i rozwiązania.

Frank Blase, prezes spółki, wiele lat temu dostrzegł już, że coraz większa liczba producentów, także tych mniejszych, chciałaby skorzystać z benefitów, które daje robotyka, takich jak brak przestojów, a dokładniej większa możliwość planowania przestojów, standaryzacja produkcji i samych wyrobów. Powód jest prosty - przekładają się one na oszczędność czasu i pieniędzy. Jednak firm takich bądź nie stać na zakup potężnych i drogich maszyn kosztujących kompleksowo nawet kilkaset tysięcy złotych bądź też zwyczajnie ich możliwości znacznie przekraczają realne potrzeby.

"Z punktu widzenia ekonomii, ale też ergonomii nie ma po prostu sensu strzelać do komara z armaty. Nie do każdej pracy, którą może wykonywać robot, potrzebny jest ogromny i najbardziej zaawansowany technologicznie robot. Proste powtarzalne prace mogą wykonywać o wiele mniej skomplikowane i lżejsze urządzenia", mówi Radosław Sobociński, Product Manager igus Polska.

OD CZAPLI DO ŚLIMAKA

Taka właśnie idea spowodowała, że w 2009 igus rozpoczął prace nad stworzeniem ramienia robotycznego, które wypełniłoby lukę rynkową. Efektem było powstanie pierwszej konstrukcji robolink igus oznaczonej literą W, od słowa "wires". Konstruktorzy, inspirując się budową nóg czapli, stworzyli superlekkie ramię, które jest poruszane dzięki przypominającym ścięgna linkom umieszczonym w jego wnętrzu. Podobnie jak mięśnie u czapli, cały napęd (silniki) umieszczono na zewnątrz ramienia.

Zaletą takiego rozwiązania była lekkość i prostota, miało ono jednak też wadę, było mało precyzyjne, co często ograniczało możliwości jego wykorzystania. Ramię robolink W znalazło jednak zastosowanie zarówno komercyjne (np. jako ramię rozpylające farbę na różnego rodzaju powierzchniach), jak i w wielu projektach prowadzonych przez uczelnie m.in. w konstrukcjach takich jak robot społeczny Flash, który skonstruowali naukowcy z Politechniki Wrocławskiej, czy jego niemiecki kolega ROKI - potrafiący naśladować ruchy stojącego przed nim człowieka. W ramię robolink W wyposażony został też wózek inwalidzki, dzięki czemu właściciel wózka może mieć dostęp do przedmiotów znajdujących się poza jego fizycznym zasięgiem.

Wszystkie te realizacje udowadniały, że w konstrukcjach takich, jak tanie ramiona robotyczne, drzemie duży potencjał. Inżynierowie igus zaczęli więc szukać bardziej dokładnego rozwiązania konstrukcyjnego, które lepiej nadawałoby się do zastosowań przemysłowych. W efekcie prac konstrukcyjnych narodziła się przekładnia ślimakowa igus, czyli "staw" ramienia robota - kluczowy element, na bazie którego można zbudować całe, złożone ramię.

"Oprócz dużej precyzji ruchów udało się też osiągnąć dwa najważniejsze założenia: prostotę konstrukcji i wynikający z niej niski koszt", mówi Sobociński.

Przekładnia ślimakowa składa się z czterech podstawowych elementów: obudowy, polimerowego łożyska oporowego, które igus od dawna ma już w swojej ofercie, a które działa na tej samej zasadzie, co duże łożysko wieńcowe oraz zębatki i wałka, czyli ślimacznicy i ślimaka. Tym sposobem w 2015 roku na rynek wszedł robolink RL-D, którego trzonem były opracowane przez inżynierów redukcyjne przekładnie ślimakowe. To dzięki nim ramię działa w sposób bardziej precyzyjny, dysponując jednocześnie większą siłą niż rozwiązanie pierwotne oparte na technologii linkowej.

ROBOT DLA KAŻDEGO

Radosław Sobociński, Product Manager w firmie igus

Tanie roboty, świetnie zapełniają lukę rynkową i pracują tam, gdzie nie opłaca się stosować bardzo zaawansowanych i drogich urządzeń. Dzięki temu o zastąpieniu czynności do tej pory wykonywanych manualnie może myśleć większa liczba producentów. W Polsce z konstrukcji igus korzystają do tej pory głównie uczelnie i placówki badawcze, ale jedno z ramion trafiło już do firmy produkcyjnej, gdzie wykonuje pracę typu pick & place.

Natomiast na rynku światowym, z rozwiązania tego korzystają światowi giganci, którzy potrzebują zarówno dużych, jak i mniejszych robotów na liniach produkcyjnych. "Z naszej oferty skorzystały do tej pory światowe koncerny z branży motoryzacyjnej, farmacji, przemysłu pakującego czy nawet producenci systemów do pozyskiwania energii odnawialnej", wylicza Sobociński.

Ramiona robolink sprawdzają się wszędzie tam, gdzie firma chce zautomatyzować proces produkcji, ale na zakup ramienia ma kilkanaście, a nie kilkadziesiąt tysięcy złotych. Cena ramion zaczyna się już od 12,7 tys. zł (najmniejsze gabaryty), a kończy na niecałych 20 tys. zł za wersję dużą o udźwigu do 3 kg na ramieniu 750 mm.

"Zdarza się, że klienci, z którymi rozmawiamy na targach, pytają, czy na pewno chodzi nam o cenę w złotówkach, a nie w euro! To chyba najlepiej ilustruje różnicę", mówi Sobociński. Dodaje, że ogromną zaletą rozwiązania robolink jest prosta konstrukcja modułowa, która pozwala na dopasowanie ostatecznego kształtu urządzenia do potrzeb klienta.

"Klienci często przychodzą do nas i po prostu mówią: mamy taki problem do rozwiązania, co możecie nam zaoferować? Staramy się wtedy dobrać odpowiednie rozwiązanie, a tam, gdzie nie jesteśmy w stanie go dostarczyć, polecamy jedną z firm integrujących, z którą współpracujemy", mówi manager w firmie igus.

Do dyspozycji firm jest też wirtualny konfigurator, dzięki któremu każdy może samodzielnie wyedytować takie parametry urządzenia, jakie są mu potrzebne. Wśród ustawień wybrać można m.in. liczbę stopni swobody czy wydłużyć łączniki ramienia. Taki robot dopasowany do konkretnej linii produkcyjnej zostaje złożony w fabryce igus i dostarczony do klienta w formie gotowej do zainstalowania i podłączenia.

CORAZ LŻEJ I CORAZ PROŚCIEJ

Rynek tanich robotów dynamicznie się rozwija. Świadczy o tym zarówno zainteresowanie tymi rozwiązaniami na targach, jak i liczba firm, w których ofercie pojawiają się podobne urządzenia. Także integratorzy coraz częściej chcą mieć w swojej ofercie niskobudżetowe ramiona. O zapotrzebowaniu na rozwiązania typu robolink najlepiej świadczy też fakt, że jest to dziś najbardziej dynamicznie rozwijająca się grupa produktowa ze wszystkich, jakie oferuje igus.

Pomocna jest tutaj współpraca z uczelniami. Dzięki współpracy z naukowcami niemieckich uczelni powstają innowacyjne, polimerowe konstrukcje, takie jak przekładnia cykloidalna, której sprawność jest równie wysoka, jak przekładni falowej (pierwszej współosiowej przekładni stworzonej przez igus), natomiast żywotność odpowiednio większa.

"Po raz pierwszy zaprezentowaliśmy ją w kwietniu 2017 roku. Choć nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, w przyszłości może stać się alternatywą dla naszej klasycznej przekładni falowej, stosowanej jako piąta oś w ramionach robolink", zapowiada Sobociński.

igus Sp. z o.o.
www.igus.pl