Boom na koboty

Obecnie w sprzedaży dostępnych jest ponad 150 modeli kobotów oferowanych przez ponad 50 producentów, a liczby te z każdym rokiem rosną. Nowo powstające start-upy technologiczne, jak również firmy o ugruntowanej pozycji na rynku, wprowadzają kolejne modele, które jednak w dużej mierze przypominają dostępne już rozwiązania. Wyróżnia je jedynie nieco inny udźwig, kolor robota czy interfejs graficzny. Jak łatwo można się domyślić boom na koboty nie będzie trwał w nieskończoność. Do końca przyszłego dziesięciolecia eksperci przewidują konsolidację rynku robotów współpracujących i zawężenie grona dostawców do 10–20 marek, spośród których trzy lub cztery będą liderami wyznaczającymi trendy.

Franka Emika Panda, czyli rewolucyjne podejście do kobota

Naukowcy oraz inżynierowie monachijskiej firmy Franka Emika, świadomi sytuacji na rynku, zupełnie inaczej podeszli do tematu kobota. Przyglądając się ich robotowi Panda można odnieść wrażenie, że wręcz na nowo zdefiniowali to pojęcie. Jednostka Panda o masie zaledwie 18,5 kg oraz udźwigu 3 kg i zasięgu 850 mm jest wyposażona aż w siedem osi. Dzięki dodatkowej osi (na rynku dominują roboty sześcioosiowe) ramię robotyczne ma więcej stopni swobody i tym samym daje więcej możliwości w zakresie orientacji robota w przestrzeni. Mimo dodatkowego napędu, robot zachowuje powtarzalność dojazdu na pozycję poniżej 0,1 mm. Co więcej, w każdej z siedmiu osi znajdziemy precyzyjne sensory momentu, które pozwalają robotowi dokładnie zmierzyć oddziaływujące siły zewnętrzne już od poziomu 2–3 N. Rewolucja przejawia się również w warstwie programowej. W odróżnieniu od konkurencji robot jest programowany z poziomu przeglądarki internetowej, a uczenie pozycji odbywa się przez doprowadzenie robota do punktu.

Programowanie robota jest niezwykle intuicyjne, jest bowiem realizowane przez przeciąganie kolejnych bloków funkcyjnych (aplikacji), a następnie ich parametryzowanie. Obsługa robota jest na tyle prosta, że osoba bez doświadczenia w pracy z robotami może samodzielnie tworzyć programy już po 15-minutowym wprowadzeniu. Producenci nie zapomnieli także o zaawansowanych użytkownikach, którzy mogą tworzyć własne aplikacje w języku lingua franca, C++ lub przez integrację robota ze środowiskiem ROS (Robot Operating System).

Zmysł dotyku w cenie zakupu

Na szczególną uwagę zasługują wspomniane wcześniej sensory momentu obrotowego, dzięki którym robot potrafi wykryć oraz bardzo dokładnie zmierzyć oddziałujące na niego siły zewnętrzne. Znajduje to zastosowanie w funkcjach bezpieczeństwa – użytkownik może ustalić graniczne wartości sił oraz momentów w każdym kierunku oraz w każdej osi. Siły oraz momenty przekraczające zadane wartości zostaną zinterpretowane jako kolizja i system bezpieczeństwa natychmiastowo zatrzyma robota. To, co wyróżnia kobota od Franka Emika, to możliwość wykorzystywania „zmysłu dotyku” w wielu aplikacjach, w których pozostałe roboty bez dodatkowego oprzyrządowania nie potrafią sobie poradzić.

Robot Panda może w prosty sposób zważyć przenoszone detale czy zadać odpowiednią siłę (z dokładnością do 0,05 N) i moment obrotowy albo kontynuować ruch aż do wykrycia odpowiednio zdefiniowanej siły oporu. Dzięki tej funkcji kobot bez problemu poradzi sobie z insertowaniem, testami PCB, wkręcaniem śrub (z kontrolą momentu), precyzyjnym montażem delikatnych detali, polerowaniem, pobieraniem i odkładaniem ze stosów o zmiennych wysokościach, a także wieloma innymi zadaniami. Bardzo popularną funkcją jest też aplikacja pozwalająca na interakcję z użytkownikiem – poza tradycyjną wymianą sygnałów przez cyfrowe wejścia/wyjścia oraz protokoły sieciowe, użytkownik może po prostu klepnąć robota w ramię, aby np. wyzwolić kolejny krok programu. Dzięki sensorom momentu robot wspomaga ruch podczas prowadzenia ręcznego przez operatora. Ta funkcja sprawia, że podczas programowania można odnieść wrażenie, iż robot sam podąża za ręką człowieka.

Rewolucja w przystępnej cenie lub do wynajęcia

W większości dostępnych na rynku kobotów opcja pomiaru siły (i to tylko w ostatniej osi) jest dodatkowo płatna. W kwestii modelu biznesowego Franka Emika również prezentuje odmienne, elastyczne podejście. W pełni oczujnikowany robot jest dostępny w standardzie, a użytkownik ma wybór i może kupić tylko te aplikacje, które uzna za potrzebne. Dzięki takiemu podejściu całkowity koszt robota jest znacząco niższy, a użytkownik może rozbudować oprogramowanie o dodatkowe funkcjonalności w przyszłości.

Jako alternatywę dla zakupu robota firma Dentec – polski partner Franka Emika oraz integrator robotów przemysłowych – oferuje ponadto wynajem kobota. Stawki wynajmu są uzależnione od okresu zobowiązania i zaczynają się już od 25 zł netto za godzinę, co jest porównywalne z kosztem pracy pracownika linii produkcyjnej. W obliczu coraz większych problemów z dostępnością pracowników oraz rosnącymi kosztami pracy propozycja wynajęcia robota wydaje się być ciekawym rozwiązaniem, szczególnie w przypadku krótkich serii produkcyjnych. – Dzięki łatwemu programowaniu kobotów Panda oraz naszemu doświadczeniu w zakresie projektowania chwytaków, osprzętu i integracji robotów możemy przygotować stanowisko zrobotyzowane na potrzeby testów lub wynajmu nawet w kilka dni – zapewnia Łukasz Gębala, współwłaściciel firmy Dentec.

Bezpieczeństwo pracy z kobotem

Koboty Franka Emika spełniają wymagania specyfikacji technicznej ISO/TS 15066 i mają certyfikat CE maszyny nieukończonej, jednak nie zwalnia to użytkownika z obowiązku przeprowadzenia analizy ryzyka dla całego stanowiska zrobotyzowanego. O ile sam robot jest bezpieczny, tak narzędzia oraz maszyny, z którymi współpracuje lub pracą których steruje bezpieczne już być nie muszą. Dobrym przykładem jest jedno z popularnych zastosowań kobotów, czyli obsługa pras, wtryskarek oraz obrabiarek CNC. W sytuacji, gdy sterownik robota kontroluje pracę prasy hydraulicznej mamy obowiązek upewnić się, że w momencie zamykania prasy w strefie zagrożenia nie znajduje się żaden operator. – Nie możemy lekceważyć kwestii bezpieczeństwa. Dla wszystkich projektowanych maszyn oraz stanowisk zrobotyzowanych – zarówno tych z robotami przemysłowymi, jak i współpracującymi – przeprowadzamy ocenę ryzyka zgodnie z wytycznymi norm PN-EN ISO 12100 czy ISO/TS 15066 zakończoną audytem bezpieczeństwa realizowanym przez audytora zewnętrznego. Raport końcowy z oceny ryzyka wraz z deklaracją zgodności producenta są dostarczane razem z dokumentacją techniczną, a maszyna/stanowisko jest oznaczone znakiem CE – dodaje Łukasz Gębala.

Główne cechy kobota Franka Emika

• siedmioosiowe ramię oraz powtarzalność ± 0,1 mm
• precyzyjne sensory momentu obrotowego w każdej z siedmiu osi
• taktowanie 1 kHz umożliwiające bardzo szybkie wykrycie zmian siły
• intuicyjne programowanie oraz sterowanie robotem
• możliwość łatwej integracji systemu z urządzeniami zewnętrznymi

Korzyści dla użytkownika

• precyzyjna i wydajna automatyzacja powtarzalnych procesów produkcyjnych
• detekcja obiektów dzięki „zmysłowi dotyku”, możliwość realizacji aplikacji wymagających sprzężenia zwrotnego w postaci siły i/lub momentu
• możliwość zadawania profili siły zmiennych w czasie (np. śledzenie konturów, polerowanie)
• oprogramowanie dostępne dla każdego – od pracowników produkcyjnych po wykwalifikowanych automatyków
• szybka instalacja oraz możliwość łatwego przeprogramowania robota do nowego zadania, pozwalające na osiągnięcie wysokiego ROI zarówno w produkcji wielko-, jak i małoseryjnej

DENTEC s.c.
ul. Gajdy 20, 02-878 Warszawa
tel. 601 196 260, 888 447 882
e-mail: biuro@dentec.pl 
www.dentec.pl

source: Automatyka 11/2019