Spis treści:
- 1 Cobot – co to jest i jak działa?
- 2 Cobot – mechatroniczny asystent człowieka
- 3 Coboty – następny etap rozwoju robotyki
- 4 Roboty-Coboty – czym one są?
- 5 Pierwsze Coboty
- 6 W czym tkwi przewaga Cobotów nad robotami tradycyjnymi?
- 7 Jakie są najważniejsze zalety Cobotów?
- 8 Programowanie Cobotów
- 9 Jakie czynności mogą wykonywać Coboty?
- 10 Miejsce Cobotów w przemyśle
Cobot – co to jest i jak działa?
W różnych zadaniach i czynnościach człowiekowi może się przydać kolejna para rąk, a nawet rąk zrobotyzowanych – oto nadchodzą Coboty!
Cobot – mechatroniczny asystent człowieka
W niniejszym artykule przedstawiono najważniejsze informacje dotyczące Cobotów – robotów-asystentów wspomagających pracę fizyczną. Omówiono przykładowe czynności, jakie Coboty mogą wykonywać, a także ich miejsce na gałęziach współczesnego przemysłu.
Coboty – następny etap rozwoju robotyki
Nietrudno zauważyć, że robotyka jest jedną z najbardziej rozwijających się dziedzin współczesnego świata szeroko rozumianej techniki. Jeszcze do niedawna roboty były nam znane jedynie z filmów, literatury science fiction i muzyki. Roboty wciąż stanowią ważny element wyposażenia fabryk i zakładów przemysłowych, gdzie pełnią istotną funkcję w rozmaitych procesach technologicznych, wymagających dokładności i powtarzalności na rygorystycznym poziomie. W miarę popularyzacji robotyki zaczęły powstawać kolejne rodzaje robotów. Poznajcie Coboty – niesamowite roboty wspomagające pracę człowieka!
Roboty-Coboty – czym one są?
Dzięki temu w przypadku zaistnienia niebezpieczeństwa Cobot samoczynnie przerwie wykonywanie czynności i przejdzie w stan wstrzymania. Standardowe roboty nie mają takich zabezpieczeń, w wyniku czego istniałoby ryzyko doznania obrażeń przez użytkownika współpracującego z robotem.
Pierwsze Coboty
Pierwszy robot typu Cobot powstał w 1996 roku spod rąk Edwarda Colgate’a i Michaela Peshkina – pracowników naukowo-dydaktycznych Northwestern University w Evanston w stanie Illinois w USA. Skonstruowany prototyp stanowił fizyczną realizację projektu zawartego w publikacji pt. Urządzenie i metoda bezpośredniej fizycznej interakcji między osobą a manipulatorem sterowanym komputerowo. W kolejnych latach na rynek trafiły różne odmiany Cobotów produkowane m.in. przez Kuka Robotics (model LBR 3 zaprezentowany w roku 2004), a także przez Universal Robots (modele UR5, UR10 i UR3 zaprezentowane kolejno w latach 2004, 2008 i 2015).
W czym tkwi przewaga Cobotów nad robotami tradycyjnymi?
Oprócz swojej najważniejszej funkcji i zalety, jaką jest inteligentne wspomaganie pracy wykonywanej przez człowieka, Coboty mają kilka istotnych atutów, które dają im przewagę nad robotami klasycznymi. Coboty korzystnie wpłynęły na wyrównanie szans małych i średnich przedsiębiorstw pod kątem wydajności. Przez minione dekady duże przedsiębiorstwa korzystały z automatyzacji przy użyciu tradycyjnych robotów przemysłowych, ale problem tkwi w tym, że są to bardzo drogie i złożone maszyny, które są projektowane z myślą o pracy długoterminowej przy produkcji masowej.
Natomiast Coboty można łatwo i szybko przeprogramować oraz wymienić ich osprzęt. W ten sposób automatyzacja z wykorzystaniem Cobotów stała się wszechstronną, opłacalną i przyjazną dla człowieka technologią, która pozwala przedsiębiorstwom o zróżnicowanej wielkości i zróżnicowanych zasobach ludzkich i sprzętowych na zwiększenie wydajności, poprawę jakości i szybszą odpowiedź na zmieniające się wymagania klientów.
Jakie są najważniejsze zalety Cobotów?
Coboty oferują szeroki zakres możliwości automatyzacji dla wielu zastosowań. Świadczą o tym ich liczne zalety.
- Kompaktowe wymiary – na ogół roboty typu Cobot nie zajmują dużo miejsca.
- Prosta procedura montażu i programowania – roboty Coboty wyróżniają się konstrukcją prostą w montażu, uruchomieniu i programowaniu, które można wykonać poprzez intuicyjne w obsłudze dedykowane aplikacje mobilne.
- Uniwersalność i elastyczność – Cobota można odpowiednio zaadaptować do aplikacji docelowej, łatwo ucząc go wykonywania nowych czynności, dzięki czemu będzie on mógł obsłużyć znacznie szerszy zakres etapów np. procesu produkcyjnego odbywającego się w różnych lokalizacjach fabryki.
- Mobilność – Coboty są tak projektowane, aby były lekkie i łatwe w przenoszeniu. Dzięki temu można je zainstalować np. na przenośnym stanowisku roboczym o przeznaczeniu wielozadaniowym w procesach technologicznych.
- Niezawodność i dokładność działania – wszystkie ruchy fizyczne i inne procesy wykonywane przez Coboty charakteryzują się wysoką dokładnością i powtarzalnością w każdym najdrobniejszym szczególe.
- Pozytywny wpływ na funkcjonowanie kadry pracowniczej – użycie Cobotów pozwala na zaoszczędzenie czasu pracowników fizycznych, dzięki czemu nie muszą oni wykonywać monotonnych i niebezpiecznych prac, przy których szczególnie liczy się precyzja wykonania.
- Wysoka efektywność ekonomiczna – używanie Cobotów wpływa na zredukowanie kosztów produkcji.
Programowanie Cobotów
Zaprogramowanie tradycyjnego robota wymaga szerokiej wiedzy i doświadczenia na poziomie inżynierskim, a także poświęcenia dużej ilości czasu – a wszystko po to, aby robot mógł wykonać maksymalnie kilka specjalizowanych zadań. W odróżnieniu od tradycyjnych, zaawansowanych robotów przemysłowych Coboty są znacznie prostsze do zaprogramowania. Dzięki zastosowaniu oprogramowania, które bardzo często obejmuje dedykowane aplikacje mobilne, Cobota można łatwo nauczyć wykonywania nowych czynności. Można także zaprogramować określone ruchy i pozycje statyczne.
Łatwa implementacja poszczególnych procesów sprawia, że Cobot może zostać odpowiednio zaadaptowany do wykonywania licznych czynności o zróżnicowanym stopniu złożoności.
Jakie czynności mogą wykonywać Coboty?
Coboty mogą zostać przezbrojone do wykonywania konkretnych zadań – w teorii Cobota można nauczyć wykonywać dowolną czynność. Przedstawiamy kilka z nich.
- Szlifowanie, polerowanie i gratowanie – z uwagi na różne właściwości mechaniczne materiałów, z których są wykonane powierzchnie poddawane obróbce, te czynności wymagają kontrolowania użytej siły. Dzięki wbudowanym czujnikom Coboty mogą dobierać parametry obróbki w czasie rzeczywistym, odpowiednio do ukształtowania i zmian konturów obrabianej powierzchni, zapewniając jednolite wykończenie. Do przykładowych powierzchni, które mogą być poddawane obróbce z wykorzystaniem Cobotów, należą m.in. drewno, tworzywa sztuczne i powierzchnie metalowe.
- Przykręcanie i odkręcanie śrub i wkrętów – proste i w pełni powtarzalne czynności wykonywane normalnie przez człowieka to idealne pole manewru dla Cobotów. Po zaimplementowaniu odpowiedniego oprogramowania i zestawu narzędzi fizycznych Coboty mogą w pełni powtarzalnie wykonywać pasowanie i wstawianie śrub do otworów, a następnie przykręcać je z dokładnie takim samym momentem dokręcenia. Co więcej, w odróżnieniu od człowieka, Coboty mogą ten zestaw czynności wykonywać codziennie przez kilka godzin z zachowaniem pełnej powtarzalności.
- Podnoszenie i przenoszenie przedmiotów z punktu A do punktu B – na ogół samo podnoszenie i przenoszenie przedmiotów z jednej lokalizacji do drugiej jest bardzo proste. W przemyśle taką czynność wykonuje się np. przy przenoszeniu podzespołów montażowych z magazynu, a następnie ich sortowaniu przed ich wniesieniem na linię montażową. Przy programowaniu i adaptowaniu fizycznemu Cobota niezbędne będzie także uwzględnienie umiejętności rozróżniania poszczególnych przedmiotów pod kątem ich kształtów, wielkości, masy własnej, faktury powierzchni oraz dopuszczalnej siły nacisku, jaką można użyć do uchwycenia obiektu bez ryzyka jego uszkodzenia mechanicznego.
- Spawanie i lutowanie – obie te czynności polegają na łączeniu ze sobą metali i wymagają zachowania wysokiej precyzji wykonania. Tu również Coboty świetnie spełniają swoje zadanie – mogą wykonywać spawanie metodami TIG, MIG, MMA, MAG, a także spawanie ultradźwiękowe i metodą cięcia plazmowego. Natomiast przy lutowaniu Coboty mogą nie tylko precyzyjnie sterować temperaturą lutowania, ale również dozować spoiwo i topnik, odpowiednio do pola powierzchni lutowanej – zarówno przy lutowaniu tradycyjnym, jak i rozpływowym, z użyciem gorącego powietrza.
- Wspomaganie maszyn CNC – za pomocą maszyn CNC można dokonywać precyzyjnej obróbki materiałów w stałym stanie skupienia w temperaturze pokojowej, takich jak tworzywa sztuczne, szkło czy metal. Cobot może wspomóc pracę maszyny CNC poprzez precyzyjne układanie materiału poddawanego obróbce w obszarze roboczym maszyny CNC. Takie rozwiązanie zwiększa bezpieczeństwo operatora i częściowo automatyzuje proces obróbki CNC, zwiększając wydajność produkcyjną.
- Paletowanie – układanie paczek na paletach to czynność sama w sobie bardzo prosta, ale na dłuższą metę przy cięższych paczkach może okazać się męcząca dla kręgosłupa. Tu również mogą pomóc Coboty wyposażone w elektryczne chwytaki próżniowe, za pomocą których łatwo i precyzyjnie umieszczą pakunki na paletach.
- Kontrola jakości procesów i wyrobów – Coboty świetnie sprawdzają się w zautomatyzowanej kontroli jakości, która jest często niezbędna na każdym etapie produkcji. Wyposażone w odpowiednią aparaturę testową mogą np. sprawdzać wizualnie zgodność wykonania ścieżek na płytkach PCB względem wzorcowego schematu ścieżek.
- Klejenie i uszczelnianie – bardzo często w produkcji masowej mamy do czynienia z aplikowaniem klejów zabezpieczających i mas uszczelniających. Tu również ważne jest zachowanie pełnej powtarzalności, dlatego Cobot stanowi idealne rozwiązanie.
Miejsce Cobotów w przemyśle
Wysoka uniwersalność oraz możliwość zaadaptowania pod niemal dowolny proces technologiczny sprawiają, że Coboty mogą być użyte w wielu branżach szeroko rozumianego przemysłu. Kilka z tych branż szczególnie upodobało sobie Coboty.
- Przemysł spożywczy – to jedna z gałęzi przemysłu, w której z uwagi na szczególnie dużą produkcyjność konieczne było wprowadzenie automatyzacji, również z udziałem Cobotów. Pozwoliło to na łatwiejsze przestrzeganie zasad bezpieczeństwa przy produkcji żywności.
- Przemysł tekstyliów i tworzyw sztucznych – w tym przemyśle można spotkać się z szerokim wyborem produktów, które są wytwarzane w produkcji małoseryjnej. Z tego względu automatyzacja takiego procesu jest bardzo trudna i złożona. Możliwości Cobotów skutecznie rozwiązują ten problem.
- Przemysł opakowaniowy – również w tej gałęzi przemysłu można mieć do czynienia z koniecznością wyprodukowania opakowań w małej, limitowanej serii. Coboty można bez problemu przyuczyć do takiego procesu, wraz z tak prostymi czynnościami, jak pakowanie produktów do opakowań i stawianie opakowań na paletach. Są to czynności powtarzalne, a kiedy wykonują je Coboty – wydajność procesu się znacznie polepsza!
- Przemysł elektroniczny – masowa produkcja elektroniki to nie tylko lutowanie komponentów na płytkach PCB na fali ciekłej cyny. To także przenoszenie elementów, które wymagają szczególnej delikatności i wnikliwego sprawdzenia prawidłowości działania urządzeń elektronicznych. Dzięki odpowiednio dopasowanemu zestawowi czujników Coboty świetnie wykonają swoje zadanie również przy produkcji i testowaniu układów elektronicznych.
- Przemysł farmaceutyczny – produkcja lekarstw wiąże się z potężnymi ilościami różnorakich specjalistycznych tabletek, pigułek, płynów itp. Tu szczególnie ważna jest skrupulatność na rygorystycznym poziomie, aby zachować jak najmniejszy margines błędu przy łączeniu ze sobą wszystkich substancji czynnych i pomocniczych. Zastosowanie Cobotów przy produkcji leków zapewnia jakość wyrobów farmaceutycznych na najwyższym poziomie.
- Przemysł motoryzacyjny – od kilkudziesięciu lat słynie z szerokiego wyposażenia w specjalistyczne roboty wykonujące precyzyjne i często niebezpieczne prace na linii produkcyjnej.
- Przemysł metalurgiczny – również w przemyśle metalurgicznym coraz częściej stosowana jest produkcja niskonakładowa. Ten rodzaj środowiska produkcyjnego jest idealny dla robotów typu Cobot, ponieważ można je szybko przekonwertować, gdy wymaga tego specyfikacja procesu produkcyjnego. Zadania, które Coboty mogą wykonywać w przemyśle metalowym, to spawanie, lutowanie lub ładowanie maszyn CNC i pras krawędziowych.
