Z roku na rok rośnie popularność kobotów. Według szacunków rynek robotyki przemysłowej w ciągu dekady wzrośnie prawie trzykrotnie, a sama sprzedaż robotów współpracujących w 2025 r. ma stanowić aż 1/3 wszystkich dostarczanych jednostek. Urządzenia te pozwalają osiągnąć wysoką stopę zwrotu z inwestycji w krótkim czasie oraz wesprzeć pracownika w nużących i niebezpiecznych czynnościach. - Dzięki odciążeniu od zadań uciążliwych i skróceniu przestojów pracownicy mogą skoncentrować się na zadaniach o większej wartości dodanej. To oznacza optymalizację kosztów, a co za tym idzie, lepszą pozycję konkurencyjną – zaznacza Marcin Gwóźdź, menedżer ds. rozwoju sprzedaży w Polsce z Universal Robots, jednej z najbardziej rozpoznawalnych marek kobotów.

Duży udział robotów współpracujących w szacunkach sprzedaży wszystkich robotów wynika z faktu, że otwierają one nowe możliwości biznesowe i techniczne. – Prawidłowo dobrane i wdrożone roboty współpracujące przynoszą duże korzyści ich użytkownikom i mogą stanowić rozwiązanie takich ich problemów jak np. brak wystarczającej liczby pracowników – zauważa Jakub Stec, channel manager w ABB.

Wrażliwe na człowieka

Koboty wykonują zadania, które mogą być niebezpieczne dla ludzi, jak chociażby transportowanie ostrych, szpiczastych lub gorących elementów, a jednocześnie projektowane są tak, aby bezproblemowo i przede wszystkim bezpiecznie pracować w bezpośrednim sąsiedztwie człowieka.

– Systemy zabezpieczeń są różne i zależą od konkretnego producenta – podkreśla Jakub Stec z ABB. – Przykładowo w robocie ABB YuMi zastosowaliśmy m.in. bardzo lekką, a jednocześnie trwałą konstrukcję opartą na magnetyzowym szkielecie i miękkim wykończeniu na zewnątrz, wyczuwaniu kolizji poprzez precyzyjny pomiar sił kontaktowych oraz konstrukcji ramion, które zapobiegają możliwości zakleszczenia pomiędzy ramionami pracownika – dodaje.

Jak podkreśla Jędrzej Kowalczyk, prezes zarządu Fanuc Polska, w przeciwieństwie do tradycyjnych robotów przemysłowych roboty współpracujące wykrywają obecność ludzi oraz elementów stanowiska i potrafią na nie odpowiednio zareagować. – Zaawansowane funkcje hamowania w połączeniu z zaawansowanymi algorytmami detekcji kolizji w kontrolerze oraz serwonapędami o małej inercji powodują, że robot potrafi się automatycznie zatrzymać – wyjaśnia.

W przypadku robotów marki Fanuc za tę umiejętność robota odpowiada zaimplementowana w nim funkcja „Contact Stop” – kiedy robot dotknie człowieka lub człowiek dotknie robota podczas pracy, maszyna natychmiast się zatrzyma.

– Proces zatrzymania robota odbywa się niezwykle szybko. Jest to przełom w porównaniu do klasycznych robotów, które z uwagi na znacznie mniejszą wrażliwość mogły zbliżać się do człowieka tylko na tyle, na ile pozwalał im system bezpieczeństwa – zaznacza Jędrzej Kowalczyk. I kontynuuje: – Ponadto, jeżeli robot zostanie odpowiednio zaprogramowany, może w razie popchnięcia przez operatora odsunąć się na bok. Tę funkcje robota inżynierowie firmy Fanuc nazwali „Push to Escape” – umożliwia ona operatorowi odsunięcie robota w dowolnym kierunku. Robot może zostać przesunięty na osi J1 lub J2.

Zaawansowane funkcje ochrony

Roboty współpracujące marki FANUC są wyposażone w dodatkowe funkcje ochrony operatora, w tym funkcję „Retract Motion” – robot wykryje przeszkodę, która pojawi się na jego drodze podczas odkładania detali, i się cofnie, dzięki czemu operator uniknie zakleszczenia dłoni bądź stopy. Dodatkowo wprowadzono wiele zabezpieczeń uniemożliwiających czy palców współpracującego z robotem człowieka.

- Dzięki temu, że robot „czuje” i reaguje, łatwiej jest go nauczyć wymaganej sekwencji ruchu. Ewentualny kontakt robota z człowiekiem jest złagodzony dzięki wykończeniu jego elementów. Zaokrąglone kształty niwelują ryzyko uszczerbku operatora. Przykładem może być nasz największy robot współpracujący CR-35iA, który został pokryty miękką, poliuretanową pianką przypominającą „miękką skórę” – opisuje Jędrzej Kowalczyk.

Jak podkreśla Marcin Gwóźdź z Universal Robots, roboty tej marki charakteryzują się wysokim poziomem zabezpieczeń. – Osiem wbudowanych funkcji bezpieczeństwa zastosowanych przez Universal Robots odpowiada wytycznym przewidzianym w najnowszych wymogach regulacyjnych. Są to: kontrola położenia i prędkości łącznie, kontrola położenia TCP (Robot tool-center-point), orientacja narzędzia, szybkość i siła, a także kontrola pędu i mocy robota – wymienia.

Możliwość zatrzymania pracy urządzenia po wykryciu kolizji otwiera nowe możliwości integracji robotów. – Nawet jeżeli robot musi być wyposażony w dodatkowe systemy bezpieczeństwa (skanery, bariery świetlne), to niewielki rozmiar umożliwia ich implementację w małych przestrzeniach.

Ocenić ryzyko

Finalnie to, czy robot współpracujący będzie bezpieczny dla ludzi, zależy nie tylko od zaproponowanych przez producentów rozwiązań, ale też od przeprowadzenia analizy ryzyka.

– Wówczas identyfikuje się wszystkie zagrożenia występujące w analizowanym stanowisku zrobotyzowanym. Następnie dobiera się takie środki zabezpieczające, aby ryzyko wystąpienia zagrożeń było minimalne – podkreśla Krzysztof Gądek, inżynier serwisu robotów w Stäubli. I kontynuuje: – Proces doboru zabezpieczeń jest zawsze taki sam w przypadku każdej maszyny. Roboty kooperujące mają tą przewagę, że wyposażone są w funkcje bezpieczeństwa, które pozwalają na zastosowanie innych rodzajów zabezpieczeń niż w przypadku zwykłych ramion. Dobrym przykładem jest możliwość zastosowania „słabszych” wygrodzeń lub całkowita ich eliminacja.

– Po przejściu procedury oceny ryzyka aż 80% z tysięcy użytkowanych robotów Universal Robots na całym świecie może pracować bez żadnych osłon bezpieczeństwa, ramię w ramię z ludźmi. To wielka zaleta dla małych i średnich przedsiębiorstw. Dlatego też firmy produkcyjne na całym świecie, nawet te małe i średnie, chętnie z nich korzystają – twierdzi Marcin Gwóźdź z Universal Robots.

Każde stanowisko zrobotyzowane musi więc być tak zaprojektowane, aby nie tylko spełniało swoją funkcję, ale przede wszystkim było bezpieczne.

– W większości przypadków stanowiska zrobotyzowane są projektowane indywidualnie – zauważa Krzysztof Gądek ze Stäubli.

Jak dodaje Jędrzej Kowalczyk z FANUC, inną kwestią, o której trzeba pamiętać, jest bezpieczeństwo całego stanowiska zrobotyzowanego, na którym pracuje robot. – Warto wiedzieć, że żaden robot czy stanowisko zrobotyzowane nie zostanie dopuszczone do pracy, jeśli nie spełni norm i standardów technicznych, które precyzyjnie definiują wymogi stawiane maszynom. Jeśli wdrożenie robota/stanowiska zrobotyzowanego odbywa się na podstawie tych przepisów, możemy mieć pewność, że rozwiązanie tego typu jest całkowicie bezpieczne – podsumowuje.