Co czyni coboty bezpiecznymi?

Roboty współpracujące

Z powodu dużych rozmiarów, wagi, szybkości ruchu i faktu, że poruszają się na dużej przestrzeni wykraczającej poza ich podstawę, roboty przemysłowe stanowią zagrożenie dla osób znajdujących się w ich bezpośrednim sąsiedztwie. Dlatego pracują na wydzielonych stanowiskach. Oddziela się je od reszty zakładu ogrodzeniem z furtką i/lub używa sensorów wykrywających wejście człowieka do strefy zabronionej, jak kurtyny świetlne, skanery laserowe, maty naciskowe. Wówczas robot jest spowalniany albo wyłączany.

Alternatywą są roboty współpracujące z ludźmi na jednym stanowisku bez tego typu zabezpieczeń (collaborative robot, cobot). Dzięki zaimplementowanym w nich rozwiązaniom konstrukcyjnym nie stanowią one dla człowieka zagrożenia, a przynajmniej jest ono znacznie ograniczone.

przeciwieństwie do tradycyjnych robotów przemysłowych, te współpracujące wykrywają kolizję z innymi obiektami, na przykład współpracownikami albo elementami stanowiska, i potrafią na nią odpowiednio zareagować. Jest to możliwe, bo dzięki czujnikom siły wbudowanym w ich przeguby "czują", kiedy wywierana jest na nie siła większa niż podczas normalnej pracy.

W razie zderzenia robot, dzięki implementacji funkcji szybkiego hamowania i algorytmów detekcji kolizji w kontrolerze oraz serwonapędom o małej inercji, powinien się automatycznie zatrzymać. Ponadto, jeżeli zostanie tak zaprogramowany, może w razie popchnięcia przez operatora odsunąć się na bok.

Kamil Niemyjski

igus

Jakie są najczęstsze zastosowania robotów i cobotów na naszym rynku? Co decyduje o wyborze konkretnego rozwiązania przez użytkownika i co jest ważne w jego stosowaniu?

Roboty przemysłowe charakteryzują się wysoką precyzją i szybkością działania. Idealnie nadają się do masowej produkcji, jednak wymagają też izolacji od ludzi. Natomiast coboty są mniejsze, zaprojektowane do współpracy z pracownikami, i o łatwiejszej obsłudze czy programowaniu. Tradycyjne roboty są częściej wybierane w przemyśle ciężkim, natomiast coboty zyskują popularność w małych i średnich procesach produkcyjnych. Coboty dodatkowo charakteryzują się prostotą integracji, bezpieczeństwem współpracy z ludźmi oraz elastycznością w dostosowaniu do różnych zadań. Kluczowe dla sukcesu ich wdrażania jest, w mojej ocenie, kompleksowe wsparcie obejmujące dostarczenie odpowiedniego manipulatora, profesjonalne szkolenie użytkowników oraz serwis.

Jakie są najpopularniejsze zastosowania robotów? W jakich obszarach roboty wypierają maszyny dedykowane?

Popularne zastosowania robotów kupowanych przez naszych klientów obejmują przede wszystkim zadania typu pick and place, gdzie roboty wykorzystują chwytaki palcowe lub ssawkowe do przemieszczania przedmiotów, a także procesy klejenia wykorzystujące głowice klejące wraz z dystrybutorami klejów. Roboty stają się coraz bardziej popularne w obszarach, gdzie kluczowa jest elastyczność, a procesy produkcyjne są zbyt krótkie, aby uzasadnić inwestycję w dedykowane maszyny jednozadaniowe.

Czy roboty to domena motoryzacji, czy raczej mamy do czynienia z długim procesem rozwoju rynku general industry?

Roboty, choć nadal popularne w motoryzacji, coraz bardziej rozprzestrzeniają się w różnych branżach jako część rozwoju rynku. Na krajowym rynku dostawcy robotów oferują różnorodne rozwiązania, wspierane przez integratorów systemów, zapewniają efektywną integrację i użytkowanie. Ten trend jest napędzany rosnącą świadomością korzyści z automatyzacji, jak zwiększenie wydajności i redukcja kosztów.

Jakie były ostatnie lata na rynku robotyki w Polsce? Czego można spodziewać się w przyszłości?

W ostatnich dwóch latach rynek robotów w Polsce odnotował wzrost zainteresowania, jednak jest to dalej trend wzrostów liniowych. W najbliższych miesiącach i latach spodziewać się można dalszego rozwoju rynku, z większym naciskiem na roboty współpracujące (coboty) i zaawansowane technologie automatyzacji. W szczególności sektor cobotów ma przed sobą długoterminową przyszłość, z przewidywanym silnym wzrostem, rosnącą sprzedażą. Dostawcy i integratorzy cobotów mogą skorzystać na tym trendzie, dostosowując swoje oferty do potrzeb klientów i rozwijając nowe scenariusze zastosowań.

Co czyni coboty bezpiecznymi?

Zderzenie robota z człowiekiem złagodzić ma sposób wykończenia jego elementów. Ich krawędzie są zaokrąglone, dzięki czemu mniejsze jest prawdopodobieństwo, że przy kontakcie kogoś skaleczą. Dodatkowo zaokrąglenia rozpraszają siłę uderzenia na większej powierzchni. To zmniejsza nacisk wywierany na obiekt, z którym doszło do kolizji. Roboty współpracujące wyposaża się również w amortyzowane osłony, które absorbują wstrząsy oraz zmniejszają oddziaływanie części maszyny na ciało człowieka podczas jej hamowania.

Ponadto pokrywa się je miękkimi tworzywami. Gumowa "skóra" to kolejny sposób na zmniejszenie nieprzyjemnych doznań w kontakcie z robotem. W tym celu do budowy maszyn współpracujących używa się również lekkich materiałów i dąży do uzyskania kompaktowej konstrukcji, m.in. przez ukrywanie w obudowie okablowania i napędów.

Zagrożenie stwarza także narzędzie montowane na nadgarstku. Jeśli jest szczególnie niebezpieczne, coboty zwalniają lub zatrzymują się w razie zbliżenia się człowieka na niedozwoloną odległość, podobnie jak "zwykłe" roboty. O ile jednak te ostatnie reagują w ten sposób na sygnał na przykład z zewnętrznego skanera laserowego, o tyle roboty współpracujące wykorzystują czujniki wbudowane.

Wyposażenie stanowiska w cobota ma wiele zalet. Przedstawiamy je w ramce.

Jakie są zalety cobotów?

Coboty i ludzie zazwyczaj współpracują, dzieląc się obowiązkami w ramach jednego zadania albo wykonują oddzielne czynności, znajdując się w bezpośrednim sąsiedztwie. Dzięki temu najlepsze cechy ludzi oraz maszyn mogą się wzajemnie dopełniać.

Te drugie 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.

Ponadto roboty współpracujące ceni się za łatwość programowania, szybki montaż i konfigurację, łatwość przestrojenia, a ponieważ często są lekkie i mają niewielkie rozmiary w porównaniu ze „zwykłymi” robotami przemysłowymi, zajmują mniej miejsca. To pozwala lepiej zagospodarować dostępną przestrzeń roboczą. Poza tym dzięki temu łatwo jest je przenieść z jednego stanowiska na drugie, bez konieczności wprowadzania większych zmian w istniejącej konfiguracji wyposażenia. Oprócz tego pozwalają na zrezygnowanie z barier, klatek i innych środków bezpieczeństwa.