Wprawdzie wg raportu IFR coboty stanowią wciąż niewielką część rynku robotów przemysłowych, jednak ich znaczenie stopniowo rośnie. Czy rzeczywiście przyszłość może należeć do robotów współpracujących?

Według raportu IFR (International Federation of Robotics) w 2019 r. zostało globalnie wdrożonych ponad 19 tys. robotów współpracujących. Stanowi to 4,8% z łącznej liczby 370 tys. zainstalowanych robotów przemysłowych w tym okresie. Statystyki dotyczące robotów współpracujących w raporcie IFR są dostępne dopiero od 2017 r., a te wówczas miały udział w rynku zaledwie na poziomie 2,8%. Rokrocznie widzimy więc, że coraz więcej nowych dostawców robotów oferuje roboty współpracujące, a zakres zastosowań staje się większy, naturalnie zatem udział robotów współpracujących w rynku wzrasta. 
Rozwój rynku robotów współpracujących, którego perspektywy były w ostatnich latach bardzo optymistyczne, w przemyśle postępuje stosunkowo powoli i do niedawna liczba sprzedanych cobotów była niższa niż prognozowano. Dopiero dzięki nowym możliwościom, jak sprawniejsze włączenia robotów do inteligentnej fabryki, sprzedaż cobotów zaczęła nabierać tempa. 

Aplikacje oparte na współpracy człowieka z robotem uzupełnią, a nie zastąpią jak wstępnie podejrzewano, inwestycje w tradycyjne roboty przemysłowe, które działają ze znacznie większymi prędkościami i ciągle znajdują swoje miejsce na liniach przemysłowych. Wdrożenie robotów współpracujących pomoże odciążyć pracowników w zadaniach monotonnych, nieergonomicznych, między innymi zmniejszając częstość występowania urazów u pracowników. 

Już teraz możemy stwierdzić, że przyszłość będzie należeć do robotów współpracujących, ale niekoniecznie tylko dzięki możliwości współpracy tych robotów z ludźmi. Nie oznacza to jednak, że coboty zastąpią roboty tradycyjne, które mają i będą miały swoje miejsce na liniach produkcyjnych. Inne kluczowe cechy, które zadecydowały o szybkim wzroście popularności robotów współpracujących, to łatwość programowania oraz wdrożenia cobota, niskie koszty związane z inwestycją, elastyczność linii produkcyjnej i ich niewielkie rozmiary, a także rozmiary linii cobotycznych, które nie wymagają stosowania wygrodzeń, a co za tym idzie zajmują znacznie mniej miejsca na halach produkcyjnych.

Czy na przestrzeni ostatnich lat coboty także ewoluują? W jakim kierunku podążają zmiany?

Znaczny postęp notujemy głównie w dziedzinie czujników i technologii wizyjnych. Połączenie robotów współpracujących i robotów mobilnych AGV oferuje firmom elastyczność w przenoszeniu robota do pracy na wielu stanowiskach. Roboty współpracujące wpłynęły również znacząco na rynek „inteligentnych” chwytaków – narzędzia końcowe stają się bardziej czułe dzięki udoskonaleniom w zakresie technologii czujników i wizji, które pozwalają na rozpoznawanie materiałów i stosowanie odpowiedniej siły do manipulacji elementem. Chwytaki, dzięki zaawansowanym funkcjom, mogą wykrywać i dostosowywać się do obecności człowieka, rozróżniając człowieka od komponentu, aby dostosować siłę i prędkość lub zatrzymać się całkowicie w przypadku potencjalnej kolizji.

ABB nieustannie pracuje nad tym, żeby programowanie robotów było coraz łatwiejsze i bardziej intuicyjne dla użytkowników sprzętu. W procesach produkcyjnych, zwłaszcza tych z krótkimi seriami produkcyjnymi i dużą zmiennością, łatwość programowania jest ważnym czynnikiem. Dlatego właśnie rozwijany jest nie tylko blokowy interfejs programowania ABB Wizard Easy Programming, ale i możliwość programowania cobotów z poziomu teach-pendantu (bez konieczności użycia komputera PC).

Coraz bardziej rozwijane jest również tzw. „programowanie przez wodzenie” – pracownik prowadzi za ramię robota do pożądanej pozycji i zapisuje ruch na bieżąco, tworząc sekwencję pracy. Zdalne przechowywanie danych „w chmurze” pozwala producentom, takim jak ABB, na wyciąganie wniosków dotyczących wydajności robotów i tym samym umożliwia jeszcze wyższą jakość i wydajność usług, takich jak konserwacja i serwis. 

Jakie są najważniejsze korzyści z ich wykorzystania?

Roboty współpracujące przeniosły procesy produkcyjne na zupełnie nowy poziom. Zaprojektowane są tak, aby pracować ramię w ramię z ludźmi, równoważą potrzebę bezpieczeństwa z potrzebą elastyczności i produktywności. Dzięki temu automatyzacja staje się łatwiejsza i bardziej dostępna dla  producentów różnej wielkości. Wszyscy jesteśmy świadomi, że automatyzacja oferuje ogromne możliwości, ale wcześniej wiele firm, zwłaszcza małych i średnich przedsiębiorstw, uważało, że robotyzacja jest poza ich zasięgiem.

Roboty współpracujące pozwoliły na dostępność automatyzacji dla producentów każdego rozmiaru, pomagając im wprowadzić rozwiązania z wykorzystaniem robotów szybciej niż kiedykolwiek wcześniej. Wdrożenie rozwiązania z tradycyjnymi robotami zajmuje w większości przypadków więcej czasu niż wdrożenie cobota, np. do już istniejącego linii na zakładzie. Roboty współpracujące są zaprojektowane tak, aby nawet nieprzeszkolony operator był w stanie pracować z robotem. Dzięki blokowemu interfejsowi (Wizard Easy Programming) i dostępnych on-line samouczkom proste aplikacje można przygotować na robocie bez odbywania specjalistycznych szkoleń. Roboty współpracujące są lekkie (IRB 14050 ważący niecałe 10 kg, CRB 15000 niewiele więcej – 28 kg), zajmują niewiele miejsca i można je łatwo przemieszczać do wielu lokalizacji bez zmiany układu produkcyjnego. Wspierają one procesy produkcyjne przy minimalnym czasie i wysiłku związanym z konfiguracją.

Te wszystkie aspekty: szybkie wdrożenie, niewielka przestrzeń robocza, brak wymogu zatrudniania wyspecjalizowanych pracowników do ich programowania, brak wymogu dodatkowych systemów bezpieczeństwa i korzyści płynące z bliskiej współpracy z człowiekiem sprawiają, że coraz więcej firm decyduje się na wdrożenie robotów współpracujących w swoich zakładach. 

A czy w kwestii bezpieczeństwa faktycznie możemy być całkowicie spokojni? W końcu coboty często pracują w bliskim sąsiedztwie ludzi.

Owszem, coboty dzięki rozwiązaniom konstrukcyjnym, jak i softwarowym stworzone zostały do pracy w bliskim sąsiedztwie ludzi. Z definicji i zgodnie z normami (według PN-EN ISO 10218-2) są to „roboty zaprojektowane do bezpośredniej interakcji z człowiekiem wewnątrz zdefiniowanej przestrzeni współpracy”. Przykładowo, w cobotach ABB wykluczono punkty przytrzaśnięcia, co oznacza, że jakkolwiek nie ułożymy osi cobota, odstępy pomiędzy dwoma powierzchniami będą niemniejsze niż 25 mm. Jest to zaczerpnięte z normy PN-EN-349, która wskazuje minimalny odstęp zapobiegający zgnieceniu najmniejszej części ciała podatnej na przytrzaśnięcia, czyli palca u ręki. Dodatkowo, zintegrowane okablowanie, czujniki w każdej osi wykrywające kolizję, ograniczenie mocy i siły sprawiają, że bezpieczeństwo robotów współpracujących jest spełnione.

Pomimo jednak że coboty same w sobie są bezpieczne, musimy pamiętać o tym, że nawet najbezpieczniejszy robot, wyposażony w niebezpieczne narzędzie, uczyni aplikację niebezpieczną. Każdą aplikację należy przeanalizować, zdefiniować przestrzeń współpracy, wziąć pod uwagę budowę narzędzia (chwytaka) oraz obrabianego elementu, a następnie przeprowadzić ocenę ryzyka i wdrożyć odpowiednie środki redukcji ryzyka przed uruchomieniem produkcji, tak aby system mógł działać bezpiecznie i bez zbędnych przestojów.

Bezpieczeństwo klasycznych robotów przemysłowych zapewniane jest poprzez wykluczenie dostępu operatora do systemu zrobotyzowanego w czasie jego aktywności. W przypadku aplikacji cobotycznej, tak jak w przypadku każdej aplikacji zrobotyzowanej, wymagana jest kompleksowa ocena ryzyka, która identyfikuje zagrożenia związane z możliwymi interakcjami pomiędzy systemem robota, człowiekiem i środowiskiem podczas wykonywania zamierzonej aplikacji. Czy narzędzie jest niebezpieczne przykładowo ze względu na ostre krawędzie? Czy w przestrzeni współpracy znajdują się inne maszyny, przeszkody, które mogą prowadzić do potknięć? Potencjalne ryzyko musi zostać wyeliminowane poprzez zastosowanie odpowiednich środków. Biorąc pod uwagę, że system robotyczny ma współdziałać z człowiekiem, całe stanowisko wymaga starannej analizy.

Podsumowując, roboty współpracujące są jak najbardziej bezpieczne wówczas, gdy została przeprowadzona rzetelna ocena analizy ryzyka całej aplikacji oraz wdrożone zostały odpowiednie środki zapobiegające potencjalnym zagrożeniom. 

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Produkty

GoFa i SWIFTI – dwa nowe coboty ABB

W odpowiedzi na rosnące zainteresowanie robotami współpracującymi firma ABB wprowadziła do swojej oferty dwie nowe rodziny cobotów o zwiększonym udźwigu i łatwiejszej obsłudze. GoFa i SWIFTI dołączą tym samym do obecnego już na rynku od ponad pięciu lat cobota YuMi.

Inne

O czym trzeba pamiętać kupując robota przemysłowego?

Inwestycja w roboty przemysłowe może przynieść przedsiębiorstwu wiele mniej lub bardziej wymiernych korzyści. Żeby jednak tak się stało, jednostka robotyczna powinna zostać optymalnie dobrana do potrzeb i warunków, w jakich będzie pracować. W przeciwnym razie wydatek na zakup robota może się nie zwrócić lub nastąpi to po dużo dłuższym czasie.

Raporty

Roboty przemysłowe: Koronawirus wstrzymał tylko nieznacznie robotyzację [Raport 2021]

W 2020 r. branża robotów przemysłowych, podobnie jak cały globalny przemysł, musiała się zmierzyć ze skutkami pandemii COVID-19. I choć ostateczne wyniki branży były nieco gorsze od wcześniejszych prognoz, to jednak udało się utrzymać rosnący trend. Niestety, nie wszędzie. W Polsce np. liczba nowych instalacji robotów przemysłowych spadła w porównaniu z 2019 r.

Jak wygląda kwestia zainteresowania cobotami wśród polskich przedsiębiorców?

Widzimy znaczne zainteresowanie robotami współpracującymi zarówno ze strony firm, które już posiadają roboty przemysłowe, jak i ze strony firm, dla których robotyzacja jest zupełnie nowym zagadnieniem. Coboty dają ogromną szansę na rozwój firmom praktycznie każdej wielkości. Dzięki nim automatyzacja nawet małych, zmiennych serii produkcyjnych staje się ekonomicznie opłacalna, jest to ważne dla dużych producentów odpowiadających na potrzebę personalizacji produktów oraz dla małych i średnich firm, których wolumeny produkcyjne nie są tak duże, a  które stanowią zdecydowaną większość producentów w Polsce.

Czy planowana ulga na robotyzację może w znacznym stopniu zwiększyć sprzedaż cobotów?

Wprowadzona w 2022 r. ulga na robotyzację zdecydowanie może przyczynić się do wzrostu sprzedaży cobotów, ponieważ przedsiębiorcy będą mogli dodatkowo odliczyć koszty poniesione na inwestycje w robotyzację. Odliczenie dotyczyć ma w szczególności zakupu lub leasingu finansowego nowych robotów i cobotów oraz zakupu oprogramowania niezbędnego do uruchomienia i ich używania. Mam nadzieję, że zachęci to przedsiębiorców do inwestycji w robotyzacje, ponieważ Polska ma jeszcze długą drogę przed sobą, zanim dogoni kraje o najwyższym poziomie robotyzacji. W Polsce przypada obecnie 46 robotów na 10 tys. pracowników zatrudnionych w przemyśle, wobec średniej europejskiej 114 sztuk. Dla porównania gęstość robotyzacji w Czechach wyniosła 147 sztuk, na Węgrzech 106 sztuk, zaś w Niemczech aż 346 sztuk (dane na rok 2020 raport IFR). 

W 2021 r. wprowadziliście do swojej oferty dwa nowe coboty (GoFa i SWIFTI). Czym wyróżniają się te dwa modele robotów na tle konkurencji rynkowej?

Obecnie, dzięki nowościom z 2021 r., ABB dysponuje najbardziej zróżnicowanym portfolio robotycznym na rynku. Nowe rodziny cobotów GoFa i SWIFTI bazują na sukcesie rodziny robotów YuMi, która od 2015 r. pomaga firmom bezpiecznie automatyzować procesy produkcyjne.

GoFa (CRB 15000), robot nagrodzony wyróżnieniem „Best of the Best” Red Dot Award, posiada szereg funkcji, umożliwiających bezpieczne użytkowanie bezpośrednio obok pracowników, bez konieczności projektowania i budowania dużych barier lub ogrodzeń. Robot o zasięgu 0,95 m jest najszybszym w swojej klasie cobotem o maksymalnej prędkości sięgającej 2,2 m/s i udźwigu 5 kg.

SWIFTI (CRB 1100) to współpracująca wersja robota przemysłowego IRB 1100. Łączy w sobie to, co najlepsze z obu typów robotów – bezpieczeństwo współpracy cobota z wysoką wydajnością i precyzją klasycznego robota przemysłowego. Umożliwia osiągnięcie sprawdzonej, bezpiecznej współpracy, nawet w zastosowaniach, które wymagają prędkości i możliwości podnoszenia na poziomie przemysłowym. Robot o zasięgu 0,58 m, najszybszy w swojej klasie, o maksymalnej prędkości sięgającej 5 m/s i udźwigu 4 kg.

ABB, rozszerzając ofertę robotów współpracujących, otwiera przed przedsiębiorcami nowe możliwości i obszary do robotyzacji. Klienci mogą przetestować coboty, przeszkolić swój personel, zaadoptować swój zakład produkcyjny pod automatyzację, a następnie – w razie potrzeby – zwiększyć zakres swojego biznesu i sprawnie przerzucić się na roboty o większych gabarytach. Jest to zdecydowanie łatwiejsze, jako że roboty współpracujące ABB działają na tych samych kontrolerach, teach-pendantach i oprogramowaniu, co inne roboty przemysłowe ABB. Operator może zatem nauczyć się obsługi na intuicyjnym cobocie, napisać program dla robota dzięki blokowemu programowaniu Wizard Easy Programming, a następnie „przerzucić się” na bardziej skomplikowane przemysłowe odpowiedniki.

Do jakich zastosowań i przez firmy z jakich branż są one najczęściej wykorzystywane?

Najczęstsze zastosowanie dotyczą aplikacji pick & place, czyli przenoszenia elementów z punktu A do punktu B, na przykład na końcach linii produkcyjnych. Coboty wykorzystywane są do końcowego etapu paletyzacji i pakowania, np. pobierania kartonów z transporterów i odkładania ich na palety. Dodatkowo coboty znajdują swoje zastosowanie w aplikacjach montażu małych części, np. elektroniki, wkręcania lub testowania.  Branże, w których najczęściej spotykamy aplikacje wykorzystujące roboty współpracujące, to np. samochodowa, elektroniczna oraz spożywcza.

Kiedy warto rozważać inwestycję w roboty współpracujące, a kiedy nie są one optymalnym wyborem? Na co należy zwracać przede wszystkim uwagę przy wyborze robota współpracującego?

Kluczem do sukcesu jest dobór odpowiedniego robota pod aplikację, a nie na odwrót. Roboty współpracujące, pomimo szeregu zalet, mają swoje ograniczenia, które wynikają z ich niewielkich gabarytów i nie są odpowiednie dla każdej aplikacji. Przed wdrożeniem cobota należy przeprowadzić analizę jego potencjalnego zastosowania i zastanowić nad poziomem i częstotliwością współpracy robota z człowiekiem. Czy zależy nam na częściowej współpracy i sporadycznym dzieleniu przestrzeni pracy, czy może na nieprzerywanej, ciągłej współpracy? Jaki udźwig powinno mieć ramie robota? Czy robot będzie posługiwał się ostro zakończonym oprzyrządowaniem? Czy nasza produkcja jest niskonakładowa i cechuje się wysoką zmiennością, czy może mamy duże partie i nie potrzebujemy częstych i szybkich przezbrojeń?

Może okazać się, że zamiast robota typowo współpracującego lepiej zdecydować się na tradycyjnego robota wyposażonego w funkcję SafeMove, która wykorzystuje podejście strefowe. Dzieli obszar roboczy robota na obszary zielone, żółte oraz czerwone i umożliwia większym robotom przemysłowym pracować obok ludzi w sposób bezpieczny i niezawodny.

Jeżeli natomiast zależy nam na częstym współdzieleniu przestrzeni operatora z robotem, szybkim wdrożeniu, a nasza produkcja jest niskonakładowa, zmienna i potrzebujemy częstych i szybkich przezbrojeń, wybór robota współpracującego będzie jak najbardziej uzasadniony. Odpowiedni robot na odpowiednim miejscu przyczyni się do optymalnego wykorzystania i maksymalnego zwiększenia produktywności procesu.