Roboty współpracujące

W dążeniu do zwiększenia elastyczności na zautomatyzowanych liniach produkcyjnych wcześniej czy później roboty współpracujące musiały się pojawić. Potrafią w odpowiednim momencie zwolnić lub nawet wstrzymać pracę, gdy może dojść do niekontrolowanego zderzenia z manipulatorem. Ich system czujników i zabezpieczeń powoduje, że nawet bezpośrednia interakcja z człowiekiem będzie dla niego w pełni bezpieczna.

Jednak ogromne zalety robotów współpracujących, zwanych cobotami, powodują także wiele ograniczeń w ich pracy np. w udźwigu lub prędkości. W wielu przypadkach nie są w stanie zastąpić klasycznego robota przemysłowego, zresztą nie zawsze jest taka potrzeba.

FIZYKI NIE DA SIĘ OSZUKAĆ

Wyróżnia się cztery poziomy współpracy człowieka z robotem na zautomatyzowanym stanowisku pracy. Po pierwsze – człowiek i robot pracują w jednej strefie, ale nie ma między nimi bezpośredniej interakcji; w drugim przypadku strefa ich współdziałania się zazębia, trzeci poziom mówi o tym, że maszyna i człowiek pracują na tym samym detalu, ale nie w tym samym momencie, i wreszcie zaawansowanie najwyższego poziomu pojawia się w sytuacji, gdy obaj „współpracownicy” operują na tym samym elemencie w tym samym czasie.

Niestety – jak mówi Jakub Stec z ABB, ekspert od robotyki przemysłowej – fizyki nie da się oszukać, dlatego im większy udźwig cobota, tym wolniej może się on poruszać w sąsiedztwie człowieka. Jeśli robot ma się poruszać szybko i dźwigać duże ciężary, to nie może pracować w bezpośrednim sąsiedztwie ludzi, ponieważ bezwładność masy przy znacznej prędkości nie pozwoli mu zatrzymać się wystarczająco szybko w przypadku groźby kolizji. Z tego właśnie względu coboty najlepiej sprawdzają się przy lekkich pracach np. w aplikacjach montażu małych elementów YuMi, dwuramienny robot współpracujący ABB, porusza się szybko, bo z prędkością aż do półtora metra na sekundę i ma udźwig 500 g na ramię. Dla porównania największy na rynku robot przemysłowy ABB – IRB 8700, może przenieść nawet do 1000 kg, a zasięg jego ramienia przekracza 3,5 metra.

UELASTYCZNIANIE ROBOTA

Widać wyraźnie, że YuMi oraz IRB 8700 to zupełnie dwa różne oblicza automatyzacji produkcji. Jeżeli na linii produkcyjnej powstaje aplikacja, w której współpraca rzeczywiście jest niezbędna, a jednocześnie proces pozwala na mniejszą efektywność, to cobot ma uzasadnienie. Klasyczny robot przemysłowy jest niezastąpiony w przypadku pakowania dużych ciężarów, gabarytów bądź podczas procesów spawania, zgrzewania czy malowania, gdzie człowiek w obrębie pracującego robota nie może przybywać.

To oczywiście powoduje, że takie rozwiązania są mniej elastyczne. Czy istnieje więc złoty środek dla firm, które chciałyby wykorzystywać możliwości cobota, ale z siłą i zasięgiem robota klasycznego?

"Tak naprawdę każdy robot firmy ABB może stać się w pewnym zakresie robotem współpracującym, to tylko kwestia zainstalowania odpowiednich czujników miejsca pracy i właściwego oprogramowania", tłumaczy Jakub Stec. "Oferujemy naszym klientom, którzy poszukują rozwiązań o zwiększonej elastyczności, robota przemysłowego z opcją SafeMove. Zapewnia on pełną kontrolę bezpieczeństwa ruchu robota, narzędzia oraz kontrolę zatrzymania i ograniczenia prędkości. Pozostaje jedynie kwestia określenia priorytetów dla danej pracy – więcej wydajności czy więcej bezpieczeństwa.

Wykorzystując odpowiednie czujniki, takie jak zewnętrzne skanery otoczenia, można stworzyć stanowisko, które pozwala manipulatorowi pracować z pełną prędkością bez fizycznego wygrodzenia, natomiast gdy w monitorowanej zewnętrznej strefie wokół robota pojawia się człowiek – robot zwalnia; gdy podejdzie jeszcze bliżej – robot zdecydowanie ogranicza ruchy, by móc natychmiast się zatrzymać, gdy człowiek znajdzie się w bezpośrednim sąsiedztwie ramienia. Dzięki temu robot, pracujący w trybie automatycznym, ogranicza swoją wydajność sporadycznie, tylko wówczas, gdy pojawia się człowiek".

CZAS NA SZTUCZNĄ INTELIGENCJĘ

Coboty to wciąż niewielki odsetek robotów przemysłowych, ale ich liczba będzie bez wątpienia rosła. Na pewno dużym zainteresowaniem będą także cieszyły się systemy, które pozwalają na bardziej elastyczne wykorzystanie manipulatorów na liniach produkcyjnych. Wynika to głównie z faktu, że coraz więcej prac wytwórczych i montażowych będzie automatyzowanych, w tym również znajdą się te, które wymagają bezpośredniego zaangażowania człowieka. Zapewne roboty współpracujące będą także rozwijane w kierunku większej szybkości i większego udźwigu, co będzie wymagało jeszcze lepszych systemów kontroli otoczenia i czujników obecności, dotyku czy ruchu.

"Myślę, że granice między rozwojem robotów współpracujących a robotów przemysłowych będą się zacierać. Zawsze będą linie produkcyjne wymagające cobotów i zawsze będą miejsca, gdzie niezastąpione będą możliwości dużego i silnego manipulatora", podsumowuje Jakub Stec. "Ale bez wątpienia najwięcej uwagi wciąż będziemy poświęcać bezpieczeństwu. Zapewne kwestią czasu jest, gdy w systemach zarządzania pracą robotów i ich współpracą z człowiekiem pojawią się elementy sztucznej inteligencji, która pozwoli jeszcze lepiej kontrolować otoczenie miejsca pracy robota, co wprost przełoży się na jeszcze lepszą i bezpieczniejszą współpracę człowieka z maszyną", dodaje.

ABB
www.abb.pl/robotics