Dzięki rozwojowi technologicznemu możemy stosować coraz to bardziej zaawansowane roboty. Dziś maszyny tego typu mogą pracować na jednej powierzchni z ludźmi bez obaw o ich bezpieczeństwo – są to tzw. roboty współpracujące. W tym tekście przyjrzymy się ich zasadom działania, typom oraz zastosowaniu.
Co to jest robot współpracujący?
Robot współpracujący lub cobot (od angielskiego collaborative robot) to rodzaj robota przemysłowego przystosowanego do współpracy z ludźmi. Od zwykłych robotów odróżniają je rozbudowane systemy bezpieczeństwa i wbudowane czujniki, które umożliwiają im pracę w bezpośrednim sąsiedztwie ludzi bez ryzyka wyrządzenia im krzywdy. Cechują się także łatwiejszą obsługą i znacznie większą kompatybilnością – wykonywaną przez nie pracę można na bieżąco dostosować do aktualnych potrzeb. Często są też wielofunkcyjne (wystarczy wymienić narzędzie i zmodyfikować zaprogramowane czynności, by robot mógł wykonywać zupełnie inną pracę niż dotychczas) i wyraźnie lżejsze od swoich poprzedników (czasem nawet o 40%).
Większością dostępnych obecnie na rynku cobotów można sterować za pomocą kontekstowych bloków instrukcji zawartych w dedykowanej aplikacji. Coraz częściej można do tego wykorzystać urządzenia mobilne, a część producentów robotów udostępnia nawet darmowe kursy ich obsługi i programowania.
Jak działają roboty współpracujące?
Pod względem podstawowych zasad działania coboty nie różnią się od standardowych robotów przemysłowych – najprostsze roboty tego typu będą używać zamontowanego narzędzia do wykonywania zaprogramowanej ścieżki pracy. Różnicę będzie jednak widać, gdy ktoś lub coś znajdzie się w ich zasięgu ramienia albo na drodze poruszającego się robota – w takim wypadku cobot zatrzyma się lub ominie przeszkodę (jeśli jest w pełni autonomiczny, o czym później), a nie wpadnie w nią, jak miałoby to miejsce w przypadku zwykłych robotów.
Wykonywanie prostych, powtarzalnych i dokładnie zaplanowanych czynności to nie koniec możliwości robotów współpracujących – ich najnowsze modele są wyposażone w sztuczną inteligencję pozwalającą na wykonywanie nawet bardzo skomplikowanych czynności. Przykłady? Dzisiejsze coboty bez problemu radzą sobie m.in. z selekcją owoców pod względem dojrzałości, kontrolą jakości produktów czy gotowaniem. Właśnie tak – z robotów współpracujących korzystają nawet niektóre hotele przy przygotowywaniu śniadań. A wszystko to dzięki elastyczności ich oprogramowania – z odpowiednią wiedzą można praktycznie dowolnie zaprogramować pracę takiego robota. Trwają nawet prace nad skutecznym sterowaniem głosowym.
Wszystkie te możliwości sprawiają, że z tego typu maszyn może korzystać właściwie każda branża – już dawno minęliśmy etap, w którym nadawały się one wyłącznie do linii produkcyjnej. Właściwie jedynym ograniczeniem w zastosowaniu cobotów jest ich cena – wysokiej jakości stacjonarny model kosztuje ok. 100 tys. zł. Kwota ta jest jednak w pełni uzasadniona, biorąc pod uwagę oferowane możliwości.
Typy robotów współpracujących
Ogólnie rzecz ujmując, coboty można podzielić na dwie główne grupy – stacjonarne i mobilne.
Stacjonarne
Inaczej nazywane robotami uniwersalnymi lub UR (od universal robots) to typowi przedstawiciele robotów przemysłowych – w większości przypadków są to ruchome ramiona lub głowice przesuwające się po ruchomych stelażach (roboty kartezjańskie). Montuje się je na stałe na danym stanowisku pracy. Roboty współpracujące tego typu mogą m.in. uczestniczyć w procesach produkcyjnych równolegle z ludźmi i uzupełniać ich pracę o pojedyncze czynności czy ich całe sekwencje. Wykorzystuje się je wszędzie tam, gdzie konieczna jest wysoka precyzja, zachowanie stałego tempa pracy lub na stanowiskach z mocno ograniczoną przestrzenią.
Przykładowe zastosowania w przemyśle:
- Czynności montażowe (np. składanie całych części z pojedynczych elementów);
- Polerowanie;
- Spawanie;
- Malowanie natryskowe;
- Wycinanie części i inne etapy produkcji;
- Dozowanie;
- Analizy i testy laboratoryjne;
- Pakowanie i paletyzacja produktów;
- Obsługa maszyn (np. pras, obrabiarek).
Mobilne
Czyli roboty mogące przemieszczać się po wyznaczonych trasach lub całkowicie samodzielnie w wyznaczonym obszarze roboczym. Na specjalną uwagę zasługują właśnie te drugie, czyli autonomiczne roboty mobilne (lub AMR od Autonomous Mobile Robots). Są to głównie maszyny transportowe wykorzystywane w intralogistyce. Mogą one samodzielnie wytyczać optymalne trasy między punktami docelowymi (np. punktem odbioru palet a magazynem) i omijać napotkane przeszkody – umożliwiają to systemy wizyjne w postaci kamer lub specjalne czujniki laserowe, które rozpoznają punkty orientacyjne (np. specjalne świecące taśmy czy oznaczenia miejsc, do których nie powinny wjeżdżać) i na bieżąco monitorują otoczenie. Urządzenia tego typu mają też otwarty interfejs i budowę modułową, co daje szerokie możliwości modyfikacji ich funkcjonalności. Dzięki ich zastosowaniu możliwa jest całkowita automatyzacja procesów logistycznych w magazynie i w zakładach produkcyjnych. O ile zachowane zostanie dopuszczalne obciążenie robotów współpracujących AMR, mogą przenosić właściwie dowolne przedmioty.
Wózki AMR są najczęściej wykorzystywane do:
- Podnoszenia i transportu palet;
- Uzupełniania przenośników taśmowych (lub ich całkowitego zastąpienia);
- Podawania narzędzi dla gniazd produkcyjnych;
- Ciągnięcia innych wózków transportowych;
- Dbania o bezpieczeństwo (ruchome urządzenia bezpieczeństwa);
- Transportu towarów z magazynu na samochody dostawcze.
Dlaczego warto korzystać z cobotów?
Oto kilka powodów, dla których warto zainwestować w roboty współpracujące:
- Wykorzystanie cobotów całkowicie eliminuje potrzebę ręcznego podnoszenia ciężkich przedmiotów. Dźwiganie ciężarów to jedna z najczęstszych przyczyn urazów przy pracy, której można łatwo uniknąć właśnie dzięki robotyzacji.
- Automatyzacja linii produkcyjnych – roboty mogą wykonywać właściwie wszystkie czynności przy liniach produkcyjnych, pozwalając na częściową lub całkowitą automatyzację pracy.
- Ujednolicenie jakości produktów – roboty tworzą każdy przedmiot w dokładnie ten sam sposób, co pozwala zachować jednakową jakość w całym nakładzie.
- Stanowią remedium na niedobór pracowników. Nie jest żadną tajemnicą, że przynajmniej od kilku lat sektor produkcyjny zmaga się z wciąż pogłębiającym się niedoborem pracowników. Dzięki robotom można sprawnie uzupełnić braki w kadrze.
- Oszczędzają czas i zasoby ludzkie – roboty pracują szybko i sprawnie, przejmując przy tym najbardziej monotonne i czasochłonne zadania. Pozwala to oddelegować personel do innych zadań o wyższym priorytecie.
- Niższe koszty utrzymania – w przeciwieństwie do ludzi nie potrzebują przerw, urlopów, a nawet oświetlenia. Już na tym ostatnim można sporo zaoszczędzić, szczególnie w dużym zakładzie.
Roboty współpracujące – podsumowanie
Roboty przemysłowe typu cobot nie potrzebują barier ochronnych – nie ma ryzyka, że uszkodzą pracowników, którzy znajdują się w pobliżu. Bezpieczna praca i łatwe programowanie to jedne z najważniejszych zalet tego typu urządzeń. Z wykorzystaniem tych maszyn można całkowicie zautomatyzować magazyn, linię produkcyjną lub nawet cały zakład. Wystarczy tylko odpowiednio dobrać ich typy i narzędzia.
