Część 2: Roboty współpracujące
Roboty przemysłowe mają liczne zalety. Wiele z nich pokrywa się z tymi wcześniej wymienionymi, które mogą zachęcać do wdrożenia pojazdów AGV. Warto do nich dodać to, że w przeciwieństwie do pracowników, ani roboty przemysłowe, ani wózki samojezdne, nie potrzebują przerw w pracy lub urlopów, dzięki czemu znacząco poprawiają wydajność produkcji.
Dodatkową zaletą robotów przemysłowych, w porównaniu do pojazdów AGV, jest rozbudowana funkcjonalność. Przeważnie zastępują one personel zakładów przemysłowych w wykonywaniu czynności z różnych powodów trudnych.
Zazwyczaj są to zadania męczące, na przykład wymagające podnoszenia ciężarów, przebywania przez dłuższy czas w niewygodnej pozycji albo powtarzalne, jak w czasie pakowania i montażu, czynności nieprzyjemne, na przykład z powodu kontaktu z chemikaliami, jak podczas malowania, sklejania czy lakierowania i niebezpieczne, jak cięcie, szlifowanie albo spawanie.
Dzięki temu roboty bezsprzecznie poprawiają bezpieczeństwo pracowników. Z drugiej jednak strony z powodu dużych rozmiarów, wagi, szybkości ruchu i faktu, że poruszają się na dużej przestrzeni wykraczającej poza ich podstawę, równocześnie stanowią zagrożenie dla osób znajdujących się w ich bezpośrednim sąsiedztwie.
LUDZIE I ROBOTY
Dlatego roboty przemysłowe pracują na wydzielonych stanowiskach, które oddziela się od reszty zakładu ogrodzeniem z drzwiami lub kurtyną świetlną. Te pierwsze są mniej wygodne, ponieważ trzeba je otwierać i zamykać.
Ponadto, jak w przypadku wszystkich mechanicznych rozwiązań, należy liczyć się z ryzykiem ich zużycia się lub zablokowania. Z kolei przekroczenie kurtyny nie wymaga dodatkowych czynności, dzięki czemu jest szybsze. Nie ma w niej też części ruchomych, podatnych na uszkodzenie albo zużywających się.
Dzięki odgrodzeniu personelu zakładu od stanowisk zrobotyzowanych ludzie i maszyny koegzystują, wykonując swoje zadania jednocześnie, lecz w różnych przestrzeniach. Po przekroczeniu dzielącej je bariery robot zostaje automatycznie odłączony od zasilania.
Zabezpieczenie takie jest potrzebne, człowiek bowiem z różnych przyczyn musi się czasem znaleźć w zasięgu robota. Przykładami takich sytuacji są: jego programowanie, interweniowanie w razie jakichkolwiek problemów, konserwacje oraz naprawy. W takim przypadku robot i pracownik wykonują swoje zadania w tej samej przestrzeni, jednak nie dzieje się to w tym samym czasie.
Robot i człowiek razem montują gniazdka elektryczne
Następnie, za pomocą chwytaka podciśnieniowego, robot podnosi elementy zabezpieczenia, w tym sprężyny podawane na specjalnym podajniku, i umieszcza je w pokrywach. Potem przykrywa je osłoną. W kolejnym kroku operator wkłada śruby w pokrywy. Wówczas gniazdka są gotowe do zapakowania. |
ROBOTY WSPÓŁPRACUJĄCE

Różne modele pracy ludzi i robotów przemysłowych
Dopóki roboty przemysłowe były postrzegane wyłącznie jako zagrożenie dla pracowników, możliwe były tylko dwa wcześniej opisane modele ich współistnienia w obrębie zakładu. To się jednak w ciągu kilku ostatnich lat zmieniło dzięki pojawieniu się nowego typu maszyn - robotów współpracujących (collaborative robots, corobots, cobots).
Ich znakami rozpoznawczymi są m.in.: kompaktowa budowa, lekka konstrukcja, zaokrąglone krawędzie, miękko wykończone powierzchnie, ukryte okablowanie i inne oprzyrządowanie. Ponadto inaczej, niż "zwyczajne" roboty przemysłowe, reagują one na zderzenie z innymi obiektami.
Dzięki implementacji funkcji szybkiego hamowania oraz algorytmów detekcji kolizji w kontrolerze i serwonapędom o małej inercji natychmiast się zatrzymują. Wszystkie powyższe cechy sprawiają, że ludzie wraz z robotami zbudowanymi w ten sposób mogą bezpiecznie, o ile zostaną spełnione dodatkowe warunki, o których piszemy w dalszej części tego artykułu, pracować na jednym stanowisku równocześnie, czyli w tym samym miejscu i w tym samym czasie (tabela 1).
Można tutaj wyróżnić dwa modele współistnienia ludzi i bezpiecznych robotów. W pierwszym operator i maszyna współpracują, dzieląc się obowiązkami w ramach jednego zadania, w drugim zaś wykonują oddzielne czynności, znajdując się jednak w swoim bezpośrednim sąsiedztwie.
JAKIE SĄ ZALETY WSPÓŁPRACY?
Takie połączenie jest korzystne, ponieważ gdy personel zakładu współpracuje z robotami, najlepsze cechy ludzi oraz maszyn mogą się wzajemnie dopełniać. Jeżeli chodzi o te drugie, to bardzo dobrze sprawdzają się w wykonywaniu przede wszystkim czynności powtarzalnych i zadań wymagających dużej precyzji albo użycia dużej siły.
Mocną stroną ludzi w porównaniu z robotami są natomiast ich zdolności poznawcze, dzięki którym rozumieją oni zachodzące w ich otoczeniu zmiany oraz są w stanie odpowiednio na nie zareagować i się do nich przystosować.
Z kolei dzięki kreatywności potrafimy podejmować decyzje i rozwiązywać problemy. Jeżeli na przykład w trakcie montażu jakiś element zablokuje się w podajniku, człowiek intuicyjnie będzie wiedział, co należy zrobić, aby móc kontynuować pracę, zaś robot przerwie ją, jedynie ewentualnie sygnalizując problem.
Współpraca ludzi z robotami przy wykonywaniu tego samego zadania pozwala też stopniować poziomy zaangażowania pracownika i maszyny. Dzięki temu można tylko częściowo zautomatyzować zadania, których kompletna robotyzacja jest nieopłacalna albo zbyt skomplikowana.
Aby robot pracujący z człowiekiem w ramach jednego stanowiska nie wyrządził mu krzywdy, projektując go, a później organizując miejsce ich współpracy, trzeba przestrzegać określonych reguł. Zostały one zebrane w kilku standardach.
Najnowszym dokumentem, który został przygotowany z myślą o konstruktorach robotów współpracujących oraz integratorach stanowisk z maszynami tego typu jest specyfikacja techniczna ISO/TS 15066. Opracowanie to, nad którym prace trwały od 2010 roku, zostało opublikowane w 2016 roku.
Roboty współpracujące - za i przeciw
Dzięki temu koszt organizacji i integracji takiego stanowiska będzie mniejszy. Będzie je też można zbudować, a potem uruchomić znacznie szybciej niż ma to miejsce w przypadku odizolowanych cel roboczych "zwykłych" robotów przemysłowych. Ponadto programowanie, a dzięki temu i częste przestrajanie, robotów współpracujących jest łatwiejsze, gdyż dzięki funkcji ręcznego prowadzenia nie są w tym celu potrzebni wysoce wykwalifikowani pracownicy, i szybsze. Z drugiej strony ze względów bezpieczeństwa roboty współpracujące pracują znacznie wolniej niż "zwykłe". Czas wykonania zadania może się jeszcze wydłużyć, jeżeli w trakcie maszyna będzie wymagała częstego restartowania po tym, jak zatrzyma się po zetknięciu z człowiekiem. Ponadto roboty współpracujące mają, w porównaniu ze "zwykłymi", mniejszy udźwig, wynoszący maksymalnie kilkadziesiąt kilogramów. Są również mniej odporne na trudne warunki, jakie mogą panować w środowisku przemysłowym. Wybierając robota współpracującego, trzeba też pamiętać o tym, że w zadaniach, w których robot z człowiekiem dzielą się obowiązkami, obecność operatora będzie stale wymagana. |
GDZIE SZUKAĆ INFORMACJI?
Zalecenia ISO/TS 15066 powinny być przestrzegane w połączeniu z tymi, które zawarto w dokumentach ISO 10218-1 oraz ISO 10218-2 z 2011 roku, opisujących wymogi bezpieczeństwa dla robotów przemysłowych. Część pierwsza ISO 10218 dotyczy zestawu robot i kontroler, zaś druga systemu robota, czyli poza maszyną także jej końcówki roboczej i obiektu jej działania, który, w zależności od aplikacji, na przykład podnosi, tnie albo spawa.
W dokumentach ISO 10218 i ISO/TS 15066 znaleźć możemy m.in. definicje najważniejszych pojęć. Na przykład współpraca to stan, w którym specjalnie zaprojektowany system robota i operator działają w ramach wspólnej przestrzeni roboczej. Robot współpracujący to z kolei maszyna przeznaczona do bezpośredniej interakcji z człowiekiem w określonym, wspólnym obszarze roboczym.
System robota współpracującego to system, w którym człowiek z robotem zajmują tę samą przestrzeń, w tym samym czasie, zaś system ten działa w trybie automatycznym. Wspólna przestrzeń robocza to natomiast fragment chronionej przestrzeni, w której robot i człowiek wykonują zadania jednocześnie.
Warto dodać, że poza miejscem i czasem realizacji, to zadanie, jakie robot wykonuje, decyduje o tym, czy można go zaliczyć do robotów współpracujących, bezpiecznych dla współpracowników, a nie sama maszyna jako taka. Na przykład jeżeli robot, w konstrukcji którego zastosowano specjalne rozwiązania, dzięki którym nie zagraża on operatorowi, będzie się na danym stanowisku posługiwał nożem albo innym niebezpiecznym narzędziem, powinien zostać mimo wszystko odseparowany od ludzi.
Roboty współpracujące - przykłady
Pozostałe techniki to: monitorowanie prędkości i separacji (speed and separation monitoring), ograniczanie siły (power and force limiting) oraz ręczne prowadzenie ramienia robota przez operatora (hand guiding), na którym spoczywa wówczas odpowiedzialność za to, by robot nie zrobił mu krzywdy ani by nie zniszczył nic w swoim otoczeniu. Ostatnia funkcja sprawdza się m.in. w zadaniach o dużej zmienności. Z kolei w przypadku pierwszej, w przeciwieństwie do bezpiecznego stopu, operator i robot mogą się poruszać, jednocześnie przebywając we wspólnej przestrzeni roboczej w tym samym czasie. Im jednak mniejszy będzie dzielący je dystans, tym bardziej robot będzie zwalniał. Gdy przekroczona zostanie odległość graniczna, maszyna się zatrzyma. Żeby zrealizować funkcję monitorowania prędkości i separacji, robota albo stanowisko należy wyposażyć w czujniki zbliżeniowe. W przypadku drugiej funkcji robot i operator, przebywając we wspólnej przestrzeni roboczej, mogą się jednocześnie poruszać, a co więcej, dopuszczalny jest kontakt między nimi, przypadkowy i celowy. Aby przy tej okazji maszyna nie wyrządziła człowiekowi krzywdy, siła, z jaką oddziałuje ona na obiekt, z którym się zderza, musi być ograniczona do bezpiecznego poziomu.
OGRANICZANIE SIŁYZa wartości odniesienia w tym zakresie mogą posłużyć wyniki badań, w których określono próg czucia bólu w przypadku, gdy jakaś część ciała zostanie ściśnięta z jednej strony przez ruchomą część systemu robota, a z drugiej strony przez nieruchomą lub ruchomą część stanowiska (quasi-static contact) oraz wtedy, kiedy kontakt jest przejściowy, a dotknięta część ciała nie zostaje zablokowana (transient contact). Można je znaleźć w załączniku do dokumentu ISO/TS 15066. Wymagane też jest, żeby ani robot, ani jego końcówka robocza, ani obiekt, na który oddziałuje, nie miały nigdy styczności z głową ani szyją operatora. Oprócz tego, żeby złagodzić skutki kontaktu, w konstrukcji robotów stosuje się wspomniane wcześniej rozwiązania, jak na przykład wykonanie elementów robota z lekkich materiałów, miękkie wykończenie ich powierzchni i brak ostrych krawędzi. Dzięki tym ostatnim mniejsze jest prawdopodobieństwo, że przy kontakcie kogoś skaleczą. Ponadto zaokrąglenia rozpraszają siłę uderzenia na większej powierzchni, co zmniejsza nacisk wywierany na obiekt, z którym doszło do kolizji. Niektóre roboty współpracujące wyposaża się również w amortyzowane osłony, absorbujące wstrząsy i zmniejszające oddziaływanie maszyny na ciało człowieka podczas jej hamowania.
ANALIZA RYZYKA JEST NADAL KONIECZNA![]() Funkcje robotów współpracujących Jak wspomnieliśmy wcześniej, choć w danym robocie jego producent mógł zaimplementować wyżej opisane funkcje bezpieczeństwa, nie oznacza to automatycznie, że ta maszyna może bez zastosowania dodatkowych środków ochrony współpracować z człowiekiem przy wykonywaniu każdego zadania. Dlatego obowiązkiem integratora systemu jest przeanalizowanie związanego z tym ryzyka. Ocena prawdopodobieństwa wystąpienia sytuacji zagrażającej zdrowiu i/lub życiu operatora musi uwzględniać szereg czynników specyficznych dla danej czynności. Ważne są też warunki panujące na stanowisku, na którym będzie ona realizowana. Wśród kwestii, które trzeba doprecyzować, jest m.in. to, jak długo operator będzie przebywał we wspólnej z robotem przestrzeni roboczej oraz jak często będzie przekraczał jej granice. Istotne jest również to, jak często i jak długo będzie on miał bezpośredni kontakt z tą maszyną. Na sprawność zadziałania zabezpieczeń, zwłaszcza tych aktywowanych obecnością obsługi na stanowisku może mieć z kolei wpływ to, ile osób będzie na nim pracowało.
Spis treści
Powiązane treści
![]()
Robotyzacja motorem wzrostu gospodarczego
![]()
Robot przemysłowy KUKA zdobywcą nagrody RedDot Award 2017
![]()
Półroczna sprzedaż robotów w Ameryce Północnej po raz pierwszy osiągnęła miliard dolarów
![]()
Chiny światowym liderem w zakresie robotyzacji
![]()
Do 2020 roku miliony robotów przemysłowych zrewolucjonizują fabryki na całym świecie
![]()
KUKA Mobile Robotics - rozwiązania na miarę Industry 4.0
![]()
Poprawa efektywności i procesów produkcyjno-magazynowych i bezpieczeństwa pracowników przy wykorzystaniu robota współpracującego
![]()
Robot z wirtualną mapą w Twojej firmie
![]()
Rośnie nisza dla ramion robotycznych
![]()
Stäubli prezentuje pierwszy mobilny i autonomiczny system robota HelMo
![]()
Roboty do dużych obciążeń przeprowadzają załadunek obrabiarek
![]()
Rynek robotów kartezjańskich - 23 mld dolarów w 2026 roku
![]()
Sektor robotów współpracujących - rozwój ponad średnią dla całego rynku robotyki
![]()
Globalne wydatki na robotykę zwiększą tempo wzrostu
![]()
Roboty współpracujące otwierają nowe możliwości dla sektora MŚP
![]()
Branża produkcyjna głównym użytkownikiem robotów
![]()
Roboty KUKA jak malowane
![]()
Robotyzacja dla niezawodnej i bezpiecznej produkcji
![]()
Robotyzacja linii produkcyjnej w firmie Synthos
![]()
Polski robot będzie badał grunt Marsa
![]()
Współpraca człowieka z robotem
![]()
Rynek robotów współpracujących - 950 mln dolarów w 2024 roku
![]()
Elastyczne rozwiązania robotyczne
Zobacz więcej w kategorii: Temat miesiąca
![]()
Przemysł 4.0
Sztuczna inteligencja i cyfrowy przemysł
![]()
Artykuły
Wod-kan, uzdatnianie wody i oczyszczanie ścieków
![]()
Roboty
Produkcja spożywcza, farmaceutyczna i medyczna - nowe technologie i wysoka czystość
![]()
Komunikacja
Szkolenia w przemyśle
![]()
Silniki i napędy
Kompendium serwonapędów i Motion Control
![]()
Artykuły
Oil&gas i sektor chemiczny - automatyka i pomiary w branżach procesowych
Zobacz więcej z tagiem: Artykuły
Cała branża automatyki. Twoje pytania.
Poszukuję produktu lub usługi
Chcę skontaktować się z firmą
Mam pytanie ogólne
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B
Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz
Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów
|