Kierunek: współpraca

Według raportu IFR koboty stanowią coraz większą część rynku robotów przemysłowych. Czy przyszłość może należeć do robotów współpracujących?

Rosnące znaczenie robotów współpracujących jest odzwierciedleniem zmieniających się potrzeb przemysłu na całym świecie. Podczas gdy tradycyjne roboty przemysłowe nadal odgrywają kluczową rolę w automatyzacji, unikalne możliwości kobotów są coraz bardziej doceniane. Koboty wniosły nowy wymiar do automatyzacji, płynnie integrując się ze środowiskiem pracy skoncentrowanym na człowieku. Ich zdolność do pracy u boku ludzi, z zaawansowanymi funkcjami bezpieczeństwa i łatwością programowania, otwiera niezliczone możliwości.

Jesteśmy świadkami zmiany myślenia o produkcji. Elastyczność, kastomizacja i zwinność stają się najważniejsze. Koboty doskonale sprawdzają się w scenariuszach, w których niezbędne jest szybkie przeprogramowanie, np. w celu obsługi produkcji o zmiennym asortymencie i wolumenie, a firmy dostrzegają ich potencjał w zakresie zwiększania wydajności, produktywności i bezpieczeństwa. Możliwość pracy ludzi i robotów obok siebie, płynnie dzielących się zadaniami, to nie tylko trend, ale siła transformacyjna w przyszłości automatyzacji.

Jakie branże są w Polsce perspektywiczne z punktu widzenia robotów współpracujących?

Polska jest rynkiem o dużym potencjale wzrostu dla integracji robotów współpracujących w różnych branżach. Widzimy, że polskie firmy dostrzegają ten potencjał. Gęstość robotyzacji, czyli liczba robotów przemysłowych na 10 000 pracowników, wzrosła między 2021 r. a 2022 r. z 63 do 71. Nadal co prawda gonimy średnią światową, która wynosi 151, ale postęp w ostatnich latach jest znaczący. Według danych z 2018 r. wskaźnik dla Polski wynosił zaledwie 42 jednostki, co oznacza, że w ostatniej pięciolatce gęstość robotyzacji wzrosła u nas o 59 %.

Jednym z wyróżniających się sektorów jest przemysł motoryzacyjny ze złożonymi procesami montażowymi, który ma szansę odnieść znaczne korzyści z wszechstronności i zdolności adaptacyjnych kobotów. Mogą one współpracować z pracownikami w takich zadaniach, jak spawanie, montaż drobnych części, kontrola jakości i obsługa materiałów.

Kolejną godną uwagi branżą jest produkcja elektroniki. Biorąc pod uwagę rosnącą pozycję Polski jako centrum produkcji elektroniki, koboty mogą odegrać kluczową rolę w automatyzacji skomplikowanych zadań, takich jak operacje pick & place i testowanie. Perspektywicznym obszarem jest również branża spożywcza, w której koboty mogą pomagać w realizacji zadań pakowania, paletyzacji, sortowania i kontroli jakości.

Logistyka i magazynowanie to kolejne obszary, w których roboty współpracujące mogłyby usprawnić operacje, np. zajmując się kompletacją zamówień wspartą zastosowaniem kamer i sztucznej inteligencji. Dzięki strategicznemu położeniu Polski i jej roli w łańcuchu dostaw, koboty mogą zwiększyć wydajność obsługi towarów i przyczynić się do rozwoju całego ekosystemu logistycznego i e-commerce.

Można śmiało powiedzieć, że perspektywy dla robotów współpracujących w Polsce są bardzo obiecujące. Kluczem jest zidentyfikowanie obszarów, w których mogą one zwiększyć produktywność, bezpieczeństwo i elastyczność, dostosowując się do zmieniających się potrzeb polskiej gospodarki i demografii.

W jakich aplikacjach najlepiej odnajdują się koboty?

Zdolności adaptacyjne kobotów obejmują różne zastosowania, szczególnie wyróżniając się w zadaniach, które często opisywane są jako prace powtarzalne, czyli nudne, a ponadto niebezpieczne i brudne – 3D: dull, dangerous, dirty.

Przykładem takiego zastosowania jest spawanie. Z jednej strony to praca, która wymaga dużej precyzji i powtarzalności, z drugiej strony – bardziej skomplikowane wzorce i mniej standardowe rozwiązania potrzebują ludzkiej ręki i oka. Trzecim aspektem jest ogólny brak spawaczy na rynku – według raportu Barometr Zawodów, przygotowanego przez Ministerstwo Rodziny, Pracy i Polityki Społecznej, w 2024 r. specjalistów w tym zawodzie będzie brakowało w 85 % powiatów w Polsce. Biorąc pod uwagę również to, że koboty doskonale radzą sobie z każdym typem spawania – TIG, MIG, łukowe, plazmowe – a także łatwość ich przeprogramowywania oraz to, że mogą pracować nawet w ciasnych przestrzeniach i w warunkach szkodzących zdrowiu, są one wręcz stworzone do tego zastosowania.

Drugą popularną aplikacją są pakowanie i paletyzacja. Zadanie powtarzalne, wymagające użycia siły fizycznej, a więc niebezpieczne i podobnie jak w przypadku spawania – ze znaczącym, bo 63 % niedoborem pracowników na rynku. Coraz częstsze jest stosowanie łącznie kobotów i autonomicznych robotów mobilnych na końcówkach linii produkcyjnych w celu kompleksowej automatyzacji całego procesu. Dzięki temu nie tylko wzrasta efektywność produkcji, likwidowane są przestoje i wąskie gardła, ale także zwiększa się satysfakcja pracowników, gdyż uwolnieni od monotonnych zajęć, mogą rozwijać się zawodowo, np. jako operatorzy kobotów.

Warto wspomnieć także o obsłudze maszyn, gdzie koboty mogą współpracować z tokarkami CNC, przeprowadzając ich załadunek i rozładunek, kontrolę jakości – kobot z kamerą może dotrzeć w najciaśniejsze miejsca, jak również wykańczanie powierzchni – szlifowanie, polerowanie, lakierowanie, operacje bin picking i pick & place oraz dozowanie. Roboty współpracujące okazują się również bardzo skuteczne w zadaniach montażowych, obsługując skomplikowane procesy, takie jak montaż małych części, elektroniki i testowanie produktów na dynamicznych liniach produkcyjnych.

Jakie są korzyści z wdrożenia robotów współpracujących?

Wdrożenie robotów współpracujących w środowisku przemysłowym oferuje szereg korzyści, zmieniając sposób, w jaki podchodzimy do automatyzacji i produkcji. O części z nich mówiłem już wcześniej – elastyczność i wielość zastosowań, łatwość programowania i przeprogramowywania, użyteczność w reagowaniu na trudności na rynku pracy, podnoszenie efektywności i jakości produkcji oraz zadowolenia pracowników. Skupmy się zatem na innych, zaczynając od zwiększonego bezpieczeństwa. Jedną z głównych zalet kobotów jest możliwość bezpiecznej pracy u boku ludzi. Wszystkie koboty UR mają wbudowane funkcje bezpieczeństwa, w tym technologię wykrywania siły i kolizji, co zmniejsza ryzyko wypadków i zapewnia bezpieczniejsze środowisko pracy. Zasadniczo, po wykonaniu analizy bezpieczeństwa, koboty mogą pracować ramię w ramię z ludźmi, bez wygrodzeń, czyli bez konieczności przebudowy linii produkcyjnej. Umożliwiają to również ich małe wymiary – maksymalna średnica podstawy kobota to 24,5 cm.

Należy też wspomnieć o finansach. Koboty to inwestycja o dosyć szybkim zwrocie. Zapewniają oszczędność dzięki zwiększonej wydajności, zmniejszonej liczbie błędów i możliwości działania w środowiskach, które dla tradycyjnych robotów przemysłowych wymagałyby kosztownych środków bezpieczeństwa. Ponadto szybka konfiguracja i wdrożenie przyczyniają się do krótszego zwrotu z inwestycji. Przykładowo dla rozwiązań paletyzacyjnych wynosi on 1–2 lata. Łatwość integracji robotów współpracujących z istniejącymi liniami produkcyjnymi oznacza, że firmy mogą szybciej zacząć czerpać korzyści z automatyzacji, co czyni je praktyczną i wydajną inwestycją.

UR niedawno wprowadził na rynek nowego kobota UR30. Do jakich aplikacji jest on przystosowany?

UR30 jest kobotem o udźwigu do 30 kg i zasięgu 1,3 m, co znacząco poszerza zakres zastosowań. Dotychczas koboty Universal Robots pracowały z obciążeniami 3–16 kg. Dzięki zmianom konstrukcyjnym możliwe było zwiększenie udźwigu do 20 kg w przypadku UR20 i 30 kg dla UR30. Można powiedzieć, że wchodzimy w strefę do tej pory zarezerwowaną dla robotów przemysłowych, ale z zachowaniem wszystkich „przyjaznych” cech kobota – możliwości bezpiecznej pracy ramię w ramię z ludźmi, łatwości programowania, przeprogramowywania, montażu i przenoszenia w inne miejsce linii produkcyjnej.

UR30 jest przeznaczony do większych obciążeń użytkowych, wyższych prędkości i precyzyjnego sterowania ruchem. W zakresie obsługi maszyn, cechy te umożliwiają kobotowi jednoczesne korzystanie z kilku chwytaków. Oznacza to, że taki robot może np. usuwać gotowe części i ładować więcej materiału symultanicznie, skracając czas przełączania między funkcjami i maksymalizując produktywność. UR30, dzięki nowej konstrukcji przegubu, efektywnie automatyzuje także dokręcanie śrub, ponieważ może obsługiwać większe narzędzia z wyższym momentem obrotowym, a dzięki funkcji trybu stałego zapewnia proste i stabilne wkręcanie, co zapewne doceni m.in. branża motoryzacyjna.

Udźwig 30 kg sprawia, że UR30 doskonale sprawdza się w obszarze obsługi materiałów i paletyzacji ciężkich produktów we wszystkich branżach. Zasięg 1,3 m pozwala na korzystanie ze standardowych europalet i układanie ich do wysokości 2 m. Tutaj wachlarz branż jest właściwie nieograniczony.

Co ważne, mimo dużej wydajności, kobot nadal ma niewielkie wymiary, co pozwala zmieścić go praktycznie w każdej przestrzeni roboczej. Dzięki masie zaledwie 63,5 kg, może być łatwo przenoszony między komórkami roboczymi. Ponadto nadal, niezależnie od zwiększonej wydajności, do zasilania UR30 wystarczy standardowe gniazdko jednofazowe.

W jakim kierunku będzie podążać robotyzacja?

Widzimy trzy główne trendy w rozwoju robotyki. Jeden to dostarczanie rozwiązań pod klucz przez producentów oryginalnego sprzętu – OEM. To firmy tworzące nowe aplikacje i produkty wokół istniejących technologii. Mogą one napędzać innowacje przez łączenie technologii w celu dostarczenia kompletnych rozwiązań dla najbardziej powszechnych zastosowań, takich jak spawanie i paletyzacja. Tak działa nasz ekosystem UR+, w którym mamy już ponad 300 partnerów: kupując certyfikowany osprzęt, użytkownicy mają gwarancję bezproblemowej integracji z naszymi kobotami. W rezultacie automatyzacja staje się bardziej zaawansowana, a jednocześnie prostsza w stosowaniu niż kiedykolwiek wcześniej.

Drugim głównym trendem jest projektowanie pod kątem potrzeb klienta. Firma Universal Robots zreorganizowała pracę swoich zespołów projektowych: opracowywanie nowego produktu rozpoczyna się od zrozumienia problemów, z jakimi borykają się klienci, a dopiero potem inżynierowie przystępują do projektowania rozwiązań. Takie podejście pozwala klientom bezpośrednio wpływać na produkt, który kupują, a jednocześnie dostarcza cennych informacji zwrotnych producentowi robotów, co oznacza, że wprowadzenie nowego produktu będzie korzystne dla całego rynku.

Trzecią siłą napędową rozwoju robotyki jest oczywiście sztuczna inteligencja. Przykładowo ludzie potrafią spojrzeć na nieuporządkowane przedmioty, np. luźno położone części w koszu, i natychmiast dostrzec różnicę oraz ocenić, które z nich mogą być pobrane bez kolidowania z innymi. Inżynierowie automatyki wiedzą, że – delikatnie mówiąc – nie zawsze tak jest w przypadku robotów. W rezultacie wybieranie nieuporządkowanych elementów z pojemników było tradycyjnie uważane za bardzo trudny problem do rozwiązania. Aż do momentu pojawienia się sztucznej inteligencji. Dzięki wykorzystaniu skanerów i kamer, oprogramowanie oparte na AI może zidentyfikować najłatwiej „chwytliwe“ obiekty i wybrać najszybszą i najbezpieczniejszą ścieżkę do ich pobrania. Robot współpracujący otrzymuje wówczas dane dotyczące szacowania pozycji oraz planowania i może wybrać bezpieczną, bezkolizyjną ścieżkę do realizacji swojego zadania.

Ważną zaletą sztucznej inteligencji w automatyce przemysłowej jest to, że jest ona stale ulepszana – automatycznie. Im więcej kobot pracuje, tym więcej danych zbiera AI, a dzięki tym danym algorytm może stale optymalizować, dostosowywać i poprawiać wydajność robota. Tak zaawansowana funkcja samouczenia się oznacza, że rozwiązania będą ulepszane z dnia na dzień – bez konieczności poświęcania czasu i pieniędzy na aktualizacje i uaktualnienia.

Daniel Niepsuj

Daniel Niepsuj pracuje w Universal Robots od stycznia 2019 r., obecnie na stanowisku Area Sales Manager na region Polski, Czech, Słowacji i krajów bałtyckich. Jego kariera zawodowa od początku była związana z branżą automatyki i robotyki, w której pracował dla producentów i dystrybutora robotów na stanowiskach związanych z marketingiem i sprzedażą.

Doświadczenie, zdobyte nie tylko w Polsce, ale także na rynkach Europy Środkowo-Wschodniej, pomaga mu efektywnie rozwijać relacje z partnerami biznesowymi. Obecnie skupia się na rozwoju kluczowych klientów firmy oraz budowaniu świadomości marki Universal Robots w Europie Środkowo-Wschodniej.

Dla klientów jest przede wszystkim partnerem w rozmowie – ma na koncie setki odwiedzonych zakładów produkcyjnych, w których pracują roboty, dzięki czemu służy radą, bazując na doświadczeniu i ocenie, gdzie dane rozwiązania się sprawdzą, a gdzie nie. Satysfakcję klienta zawsze stawia na pierwszym miejscu. Prywatnie jest pasjonatem biegania, gry w szachy, motoryzacji i podróży.

źródło: Automatyka 12/2023