Coboty – nowości technologiczne

Wśród nowinek technologicznych wymienianych przez respondentów odnośnie do robotów współpracujących wyróżniają się: dodatkowe funkcje bezpieczeństwa, poprawa parametrów IP (Ingress Protection), większe możliwości operowania dzięki robotom siedmioosiowym, doskonalsze systemy wizyjne, zdalne monitorowanie stanu robotów oraz dodatkowe funkcje integrujące z siecią i innymi urządzeniami działającymi w zakładzie.

Sławomir Kowalski

Bosch Rexroth

Jakie są cechy charakterystyczne cobotów?

Roboty współpracujące mają wiele znaczących cech odróżniających je od tradycyjnych robotów przemysłowych. Przede wszystkim chodzi o bezpieczeństwo, jakie zapewniają one w interakcji z człowiekiem. Postęp technologiczny i zastosowane systemy bezpieczeństwa sprawiły, że pracownik może bezpiecznie współpracować z takim robotem. Warto również zaznaczyć, że coboty cechuje bardzo duża elastyczność w dostosowaniu się do warunków produkcyjnych. W przeciwieństwie do robotów przemysłowych, zmiana miejsca pracy i przeprogramowanie cobota jest możliwe w bardzo krótkim czasie, nawet bez angażowania wykwalifikowanych automatyków.

Jak dobrać robota współpracującego?

Przy wyborze konkretnego rozwiązania warto dokonać wstępnej analizy potrzeb produkcyjnych i warunków tam panujących. Czynności wymagające ciągłej i powtarzalnej pracy to najlepsze miejsca, w których można wykorzystać takie maszyny. Cobot idealnie sprawdzi się we współpracy z centrami obróbczymi i maszynami CNC – w podawaniu i odbieraniu elementów z obrabiarki, a także w aplikacjach pakowania produktów do opakowań zbiorczych i paletyzowaniu.

Jak istotne są kwestie wsparcia ze strony dostawcy i serwisu?

Ostatnią kwestią związaną z inwestycją w robota współpracującego jest jego uruchomienie na linii produkcyjnej oraz gwarancja i serwis posprzedażowy. O ile gwarancja jest sprawą uregulowaną prawnie, o tyle serwis i uruchomienie robota pozostają kwestią, o której kupujący powinien rozmawiać z dostawczą. Uruchomienie samego robota nie jest trudne. To sprawy związane z podłączeniem robota do linii produkcyjnej i współpracy w cyklu produkcyjnym mogą być problematyczne. Dlatego, biorąc pod uwagę zakup robota, konieczne jest przeanalizowanie swojej decyzji pod kątem współpracy wybranego rozwiązania z linią produkcyjną.

I. Funkcje bezpieczeństwa

Coboty od samego początku swojego istnienia miały cechy i wyposażone były w funkcje, które miały za zadanie zmniejszyć potencjalne zagrożenia przez nie stwarzane. Funkcje te obejmują: sprzężenie zwrotne siły, monitorowanie prędkości, a także zastosowanie serwomotorów o niskiej bezwładności i technologii wykrywania kolizji, która ogranicza siłę robota do poziomów bezpiecznych w kontakcie z człowiekiem. Do tego doszły lekkie ramy, które minimalizują potencjalne skutki kolizji, zaokrąglone krawędzie i ograniczona liczba punktów zaciskania.

Norma bezpieczeństwa ISO 10218 i specyfikacja techniczna ISO/TS 15066 określają funkcje bezpieczeństwa i wydajność robota współpracującego. Zgodnie z ISO/TS 15066 monitorowanie siły oraz prędkości cobota są ustalane na podstawie cech aplikacji, obszaru kontaktu z człowiekiem i zagrożeń w miejscu pracy. Należy pamiętać, że roboty współpracujące wyposażone są jednak w funkcję, której nie mają standardowe roboty: możliwość przełączania między trybami współpracy i braku współpracy z człowiekiem. Coboty wchodzą w tryb współpracy, gdy ich prędkość spada poniżej prędkości granicznej 250 mm/s na oś. Norma ISO 10218 zdefiniowała to odcięcie jako stosunkowo bezpieczną prędkość dla ludzi znajdujących się w pobliżu robota. Wówczas cobot może relatywnie "bezpiecznie" zetknąć się z ciałem człowieka, nie powodując poważnych obrażeń. Otrzymując stałe informacje o wykrywanym ruchu, cobot może zareagować, zatrzymując się, jeśli on lub człowiek przekroczą ustalone dopuszczalne limity.

Najnowsze laserowe skanery obecności człowieka mogą jeszcze bardziej ograniczać ryzyko wystąpienia zdarzeń niepożądanych. Jeśli taki skaner wykryje pracownika w obszarze działania robota, oprogramowanie automatycznie spowolni urządzenie lub całkowicie je zatrzyma. W miarę oddalania się pracownika ruch zostanie przywrócony, przywracając robota do pełnej prędkości i wydajności dopiero po całkowitym opuszczeniu przez człowieka obszaru roboczego.

Współpraca robotów współpracujących z ludźmi lub wykorzystanie cobotów zamiast pracowników – w jakich aplikacjach jest najefektywniejsza, najczęstsza?

II. Nowoczesne systemy wizyjne

Systemy wizyjne przeznaczone dla cobotów stają się niezbędnym wyposażeniem tych maszyn w coraz większej liczbie aplikacji. To właśnie "oczy" cobota pozwalają mu precyzyjnie i dokładnie wykonywać złożone zadania. Obecnie dostępnych jest wiele typów systemów wizyjnych, takich jak kamery 3D, systemy wizyjne 2D oraz 2,5D. Dobór właściwego rozwiązania zależy od rodzaju zastosowania. Kamery 2D są tańsze, ale mniej wszechstronne i o bardziej ograniczonych możliwościach w porównaniu do wersji 3D. Zazwyczaj kamery 2D pozwalają określić długość i szerokość obiektów. Z kolei kamery 3D dostarczają wszystkich informacji wizualnych, jakich może potrzebować robot, obejmując wszystkie trzy osie. Kamery 2,5D to technologia wypełniająca lukę pomiędzy rozwiązaniami 2D i 3D – zarówno pod względem kosztów, jak i możliwości. Urządzenia te są w stanie określić wysokość obiektów, co może być przydatne np. w zastosowaniach, w których przedmioty muszą być układane w stosach.

Uczenie maszynowe i sztuczna inteligencja pozwalają ramionom robotów coraz lepiej "widzieć" obiekty, rozróżniać je i wykonywać w obszarze roboczym czynności wymagające lokalizowania przedmiotów – np. podczas ich układania lub przemieszczania z miejsca na miejsce.

Najczęstsze aplikacje AGV

III. Zdalne monitorowanie stanu robota

W ostatnim czasie, zwłaszcza w okresie pandemii, wyraźnie wzrosły możliwości pracy zdalnej z robotami współpracującymi. Zdalne monitorowanie, zdalne programowanie i dedykowane rozwiązania do serwisowania predykcyjnego robotów zapewniają użytkownikom końcowym liczne korzyści: od skrócenia przestojów i poprawy wydajności po wspieranie ciągłości biznesowej.

Narzędzia do zdalnego programowania i identyfikacji stanu cobota umożliwiają dostęp do urządzeń ze zdalnych lokalizacji za pośrednictwem laptopa, komputera lub smartfona. Korzyści ze zdalnego dostępu są oczywiste: wgląd przez 24 godziny na dobę poprawia ciągłość produkcji, skraca okres przestojów i eliminuje konieczność programowania robota w miejscu jego. Zdalny dostęp sprawia także, że koszty związane z usuwaniem usterek przez inżynierów są niższe.