Robot alebo kobot. Podáte ruku robotovi?

5. 4. 2018|  Zo sveta techniky

Obrázek k článku

Kolaboratívne roboty (alebo koboty) rozširujú akčný rádius priemyslovej robotiky. Vstupujú na trh po dvadsaťročnom vývoji – myšlienka skonštruovať robot priamo spolupracujúci s človekom vznikla už v roku 1995 v rámci výskumného projektu nadácie General Motors Foundation.

Priemyslové roboty tak teraz obývajú nový priestor. Popri samostatne pracujúcich konvenčných robotoch sa stále častejšie uplatňujú tiež kolaboratívne roboty, teda koboty. Tie môžu pracovať bok po boku s pracovníkmi vo výrobe a pomáhať im s náročnými operáciami.

Podľa poslednej správy Medzinárodnej federácie robotiky IFR (International Federation of Robotics) budú však v rokoch 2018 až 2020 práve koboty motorom rastu počtu nasadených priemyslových robotov.

Ako sa líši kobot od robota?

Rozdielny režim práce robotov jasne ukazuje, v čom sa líši konvenčný priemyslový robot od kobota: v oplotení, zabezpečení, v oblastiach použitia a v príprave k práci.

1. Oplotenie

Priemyslové roboty zabezpečené oplotením
(zdroj: http://comau-robotika.cz)

Oplotenie priemyslového robota kombinované s optickou závorou (https://automatizace.hw.cz/)

Zatiaľ čo konvenčné priemyslové roboty sú striktne izolované od ľudskej obsluhy (či už mechanickým oplotením alebo optickými závorami, ktoré pri akomkoľvek narušení zastavia pohyb robota), koboty pracujú na výrobných linkách priamo pri človeku. Pomôžu mu s namáhavými rutinnými prácami, náročnými operáciami (šrobovanie na neprístupných miestach) alebo s manipuláciou s ťažkými či miniatúrnymi súčiastkami.

Robot YuMi vo výrobnom závode ABB v Jablonci nad Nisou manipuluje s miniatúrnymi pružinkami – pre človeka je náročné uchopiť tak malé pružiny a vkladať ich do detskej poistky: https://www.youtube.com/watch?v=-JwQ2BC5K7A

2. Zabezpečenie

Roboty majú veľkú silu, a preto podliehajú veľmi prísnym bezpečnostným predpisom. Všetky roboty, konvenčné aj kolaboratívne, musia spĺňať bezpečnostnú normu ČSN EN ISO 10218. Podľa tejto normy musia byť bezpečnosť zaistená niektorou z nižšie uvedených funkcií – prvé tri sú určené pre konvenčné priemyslové roboty, zatiaľ čo štvrtá funkcia, obmedzenie sily a výkonu, je navrhnutá pre koboty.

Kolaboratívny robot spoločnosti Universal Robots (zdroj: : https://www.universal-robots.com/cs)

Bezpečnostné monitorované zastavenieak vstúpi akákoľvek osoba do monitorovaného priestoru, robot sa riadeným spôsobom zastaví. Táto funkcia je typická pro roboty v oplotenom priestore alebo v klietke.

Ručné navádzanie – funkcia pre programovanie robotov učením – obsluha vedie rameno robota po požadovanej dráhe a robot sa tento pohyb naučí a opakuje ho. Po vstupu obsluhy do monitorovaného priestoru sa robot riadeným spôsobom zastaví. Obsluha môže použiť povoľovacie tlačidlo a tým sa pohyb robotického ramena uvoľní pre ručné navádzanie.

Sledovanie rýchlosti a vzdialenostiBezpečnostné snímače sledujú pohyby robota a jeho vzdialenosť od obsluhy a zaistia, aby medzi pohybujúcim sa robotom a obsluhou vždy zostala určitá minimálna vzdialenosť. Ak vstúpi osoba do monitorovaného priestoru, robot postupne spomaľuje a zastaví sa až vo chvíli, keď príde obsluha k robotu príliš blízko. Robot vybavený touto funkciou nemusí byť uzavretý v klietke, ale nie je s ním možné bezprostredne spolupracovať.

Obmedzenie sily a výkonu – funkcie pre zaistenie bezpečnosti kolaboratívnych robotov

Cieľom je, aby v prípade kontaktu robota s človekom nepresiahol tlak na obsluhu stanovené medze, teda nespôsobil mu neprimeranú bolesť či dokonca zranenie. Medze prijateľného tlaku stanoví špecifikácia ISO/TS 15066, ktorá dopĺňa ČSN EN ISO 10218. (Autorom špecifikácie je technická komisia ISO/TC 299, v ktorej sú zastúpení všetci významní výrobcovia priemyslových kolaboratívnych robotov: Universal Robots, ABB, Rethink Robotics, Kuka, Fanuc, Denso Wave a Yaskawa.).

Kolaboratívny robot KUKA pri kontrole kvality výroby (zdroj: http://automa.cz/Aton/FileRepository/pdf_articles/11247.pdf)

Ako je technicky vyriešené, aby kobot nezranil obsluhu?

Keďže môžu koboty do ľudského operátora naraziť, existujú nasledujúce konštrukčné prvky, ktoré zabránia neprimeranému tlaku.

  • Rýchlostné a momentové senzory v kĺboch robota signalizujú, akou silou pôsobí rameno robota pri kontaktu s obsluhou a v prípade prekročenia nastavených medzí sa robot okamžite zastaví.
  • Čo najľahšie ramená kobotov – čím je rameno ľahšie, tým menší je náraz do obsluhujúceho pracovníka.
  • Pomalší pohyb ramien robotov – kobot sa nikdy nepohybuje tak rýchlo, aby sa nemohol okamžite zastaviť.
  • Zaoblené tvary robotov – sila ramena sa rozloží na väčšiu plochu a tak sa tým zníži náraz.
  • Mäkká vrstva na povrchu ramena robotu zmierni náraz.
  • Sensitive skin –citlivá vrstva na povrchu ramena kobotov je tvorená veľkoplošným kapacitným senzorom, ktorý detekuje približovanie objektu k ramenu robota a vydá pokyn k zabrzdeniu, aby v okamihu dotyku rýchlosť vyhovovala požiadavkám ISO/TS 15066.
  • Sériové elastické členy v kĺboch ramien.
  • Kamery sledujúce okolie kobotov upozornia na blížiacu sa obsluhu, a umožnia tiež zbierať rôzne typy výrobných súčiastok a vkladať ich do rúk ľudského pracovníka.

3. Oblasti použitia

Kolaboratívny robot ako spolupracovník v dielni (zdroj: https://www.universal-robots.com/cs/v%C3%BDrobky/robot-ur3/)

Konvenčné roboty a koboty si rozhodne nekonkurujú. Každý typ má na trhu svoj vlastný priestor.

Koboty sa uplatnia hlavne pri týchto úlohách:

  • malé série produktov, každý z nich môže byť v inom prevedení,
  • robotické operácie prevádzané súbežne s manuálnymi prácami,
  • prevádzky, ktoré nie je možné kompletne automatizovať,
  • manipulácia s ľahšími súčiastkami.

Konvenčné priemyslové roboty sa využívajú v týchto podmienkach:

Konvenčné zváracie roboty v automobilke TCPA v Kolíne (foto: autorka)

  • v plne automatizovaných linkách vyrábajúcich veľké série výrobkov,
  • pre operácie vyžadujúce vysokú rýchlosť a maximálnu presnosť,
  • nebezpečné procesy (lakovne apod.),
  • manipulácie s ťažkými bremenami.

4. Príprava na prácu

Konvenčné priemyslové roboty pracujú väčšinou v automatizovanej výrobe. O inštaláciu a programovanie sa starajú špecialisti v odbore a spustiť robotizovanú linku môže trvať týždne.

Kolaboratívne roboty sa ľahko inštalujú a nastavia na požadovanú operáciu. Pomocou intuitívneho rozhrania ich dokážu pripraviť na prácu pracovníci prevádzky behom jedného dňa. Koboty sa tiež ľahko inštalujú na iné miesto a naprogramujú na novú prácu.

Spolupracovať priamo s robotom bez akejkoľvek bezpečnostnej bariéry nie je pre každého. Stroje, ktoré bývali bezpečne ohradené, sa teraz približujú k pracovníkom vo výrobných prevádzkach a dielňach. Máte už skúsenosti s týmto typom robotov, odvážili ste sa podať ruku kobotovi? 

Eva Vaculíková

K ukladanie nastavení a správnemu fungovaniu využívame súbory cookies. Používaním webu s ich používaním súhlasíte. Viac informácií

Súhlasím