Roboty produkcyjne – rodzaje i zastosowanie

Roboty produkcyjne to podkategoria robotów przemysłowych dedykowana pracom związanym z produkcją. Nie są one żadną nowością – pierwsze maszyny określane tym mianem pojawiły się już na przełomie lat sześćdziesiątych i siedemdziesiątych ubiegłego wieku. Były to jednak bardzo proste lub nawet prymitywne urządzenia, które mogły wykonywać jedynie nieskomplikowane, pojedyncze czynności. Dzisiejsze roboty przemysłowe to wielofunkcyjne maszyny, które radzą sobie praktycznie z każdą czynnością produkcyjną. Poniżej przyjrzymy się nieco bliżej nowoczesnym robotom produkcyjnym i ich możliwościom.

Rodzaje robotów produkcyjnych

Te roboty przemysłowe można dzielić na bardzo różne kategorie, w zależności od m.in. sposobu programowania, typu sterowania, budowy układu ruchu czy zakresu ruchów.

Ze względu na programowanie:

• Roboty nauczane – maszyny o stosunkowo ograniczonych możliwościach, mogące wykonywać wyłącznie ściśle zaprogramowane czynności i ruchy. Nie zbierają samodzielnie żadnych informacji ze środowiska zewnętrznego.
• Roboty uczące się – wyposażono je w systemy wizyjne umożliwiające im rozpoznawanie elementów w przestrzeni niezależnie od ich położenia. Mogą pracować na bazie ogólnych instrukcji, dostosowując swoje ruchy do wykonywanego zadania.
• Roboty inteligentne – dzięki sztucznej inteligencji i sieciom analizatorów mogą samodzielnie dostosowywać swój program pracy do zmieniających się warunków otoczenia.

Ze względu na typ sterowania:

• Roboty sekwencyjne – ten typ urządzeń wykonuje kolejno zaprogramowane ruchy i czynności.
• Roboty realizujące zadaną trajektorię – pracują wedle procedury ruchów ściśle określonej w zaprogramowanej instrukcji.
• Roboty adaptacyjne – są wyposażone w sensoryczny układ sterowania umożliwiający im dokonywanie korekt w zaprogramowanych ruchach na podstawie zmian w ich otoczeniu. Przykładowo, ramię takiego robota zatrzyma się lub zmieni trajektorię ruchu, jeśli wykryje przeszkodę na swojej oryginalnej ścieżce.
• Teleoperatory – sterowane zdalnie przez człowieka.

Ze względu na budowę układu ruchu:

• Monolityczne – mechanizm ruchowy ma w nich niezmienną strukturę.
• Modułowe – jednostkę ruchową buduje się z mniejszych, konkretnych zespołów ruchowych.
• Pseudomodułowe – mają stałą konstrukcję, ale umożliwiają wymianę poszczególnych modułów.

Ze względu na zakres ruchów:

• Stacjonarne:
  • Roboty kartezjańskie – mają postać głowic poruszających się po trzech prostopadłych do siebie osiach (góra-dół, lewo-prawo, przód-tył).
  • Roboty cylindryczne – ich ramiona poruszają się prostopadle do podłoża, a zespół ruchowy przy podstawie umożliwia obrót, dając im możliwość pracy w obszarze roboczym o kształcie wydrążonego walca.
  • Roboty sferyczne – mają dwie obrotowe i jedną osiową (ruch ramienia góra-dół) jednostkę ruchu, pozwalające im pracować na obszarze ściętej sfery.
  • Roboty przegubowe – przypominają nieco ludzkie ramię – poruszają się dzięki sześciu osiom obrotu i przegubom dającym im bardzo dużą swobodę ruchu w trójwymiarowej przestrzeni.
  • Roboty SCARA – mogą poruszać się w trzech równoległych osiach ruchu – dwóch obrotowych i jednej postępowej.
  • Roboty typu Delta/Tripod – maszyny wyposażone w trzy ramiona (ułożone w okręgu co 120°) poruszające się w układzie kartezjańskim.

Mobilne – czyli maszyny mogące poruszać się między różnymi stanowiskami pracy. Na ogół są to różnego rodzaju platformy lub wózki transportowe. Na szczególną uwagę zasługują tutaj tzw. autonomiczne roboty mobilne (w skrócie AMR od Autonomous Mobile Robots), które są w stanie same dobierać optymalne trasy między punktami docelowymi i omijać wszelkie napotkane przeszkody (wliczając w to ludzi) dzięki kamerom i czujnikom laserowym. Przedstawicielami tej grupy są oferowane przez nas VERSABOTY.

Roboty produkcyjne – zastosowanie

Robot przemysłowy tego typu może znaleźć zastosowanie na właściwie każdym etapie produkcji, zależnie od możliwych ruchów i skomplikowania danego procesu. Przykładowo, maszyny SCARA nadają się najlepiej do zadań typu „pick and place”, czyli podnoszenia i układania elementów, urządzenia cylindryczne najczęściej znajdują zastosowanie przy paletyzacji, polerowaniu i wycinaniu laserowym, a ramiona przegubowe mogą manipulować dowolną trójwymiarową bryłą, malować natryskowo, spawać czy zgrzewać elementy o dowolnym kształcie.

Zastosowanie dobrze dobranych robotów przemysłowych może znacznie podnieść wydajność produkcji w praktycznie dowolnych zakładach produkcyjnych. Pojawia się tutaj jednak zasadnicze pytanie – czy mogą one bezpiecznie współpracować z ludźmi? Tak, ale tylko jeśli będą to tzw. coboty (od collaborative robots), czyli roboty współpracujące. To jedno z najnowszych osiągnięć robotyki – dzięki sieciom czujników urządzenia tego typu wykrywają obiekty, które znajdują się w ich zasięgu/na trasie ich ruchu i mogą je bezpiecznie omijać lub zatrzymać się bez kolizji. Dzięki temu coboty nie wymagają odgradzania od personelu, a nawet mogą pracować na tych samych stanowiskach, uzupełniając jego pracę o pojedyncze czynności lub ich całe sekwencje. Ryzyko wypadków jest więc minimalne i wynika wyłącznie z potencjalnego błędu ludzkiego, zwłaszcza jeśli robot podlega regularnym przeglądom. Dowiedz się więcej na temat automatyzacji procesów logistycznych i produkcyjnych w przedsiębiorstwach.

Podsumowanie

Robotyka przemysłowa przeszła długą drogę w zaledwie kilka dekad – obecnie pozwala nam na korzystanie z niezwykle precyzyjnych maszyn, które mogą poradzić sobie nawet z najbardziej skomplikowanymi zadaniami. Wprowadzenie rozwiązań z zakresu robotyki to prosty sposób na zwiększenie wydajności w praktycznie wszystkich zakładach produkcyjnych, niezależnie od tego, w jakich gałęziach przemysłu działają. Obsługa maszyn tego typu jest bardzo prosta i intuicyjna, zwłaszcza że wielu producentów udostępnia darmowe szkolenia on-line pozwalające zdobyć niezbędne umiejętności. Choć nie jest to tani sprzęt, jego zakup stosunkowo szybko się zwraca dzięki niskim kosztom eksploatacyjnym, większej efektywności pracy (zwłaszcza w produkcji masowej) i możliwości zaoszczędzenia np. na oświetleniu hali produkcyjnej (przy pełnej robotyzacji światło jest całkowicie zbędne).