Robot czy cobot? Co wybrać do produkcji?

Adobe Stock – BigBlueStudio
Reklama
Reklama

Większa wydajność produkcji, redukcja kosztów jednostkowych, poprawa jakości i lepsza powtarzalność to kilka najważniejszych zalet robotyzacji procesów produkcyjnych. Inwestycja w roboty przemysłowe powoli staje się koniecznością, jeśli przedsiębiorstwo myśli o rozwoju i zwiększeniu swojej konkurencyjności rynkowej. Może jednak pojawić się dylemat, czy wybrać tradycyjnego robota przemysłowego, czy może jednak postawić na robota współpracującego, czyli tzw. cobota.

Wprawdzie coboty stanowią wciąż niewielki odsetek łącznej liczby robotów przemysłowych (niecałe 6% globalnej sprzedaży robotów przemysłowych w 2020 r.), jednak ich popularność stale wzrasta i w niedalekiej przyszłości ten udział z całą pewnością będzie rósł. Roboty współpracujące w ostatnim czasie mocno ewoluują i mimo swoich ograniczeń są w stanie uczestniczyć w coraz bardziej skomplikowanych procesach produkcyjnych. Do tego ich łatwiejsza implementacja, niższy koszt początkowy czy większa elastyczność ich wykorzystania sprawiają, że cobotami interesują się także mniejsze przedsiębiorstwa, które z różnych względów wstrzymywały się z robotyzacją swoich zakładów produkcyjnych.

Coboty efektem ewolucji robotów przemysłowych

W początkach robotyzacji przemysłu roboty były dużymi i skomplikowanymi maszynami, których wdrożenie wymagało znacznej ingerencji w funkcjonowanie linii produkcyjnej. Niezbędne było stworzenie odpowiedniej strefy bezpieczeństwa przy pomocy wygrodzeń. Programowanie, a następnie obsługa robota podczas pracy wymagały od operatora sporej wiedzy technicznej. Wszystko to sprawiało, że wdrożenie robota było kosztowne i tylko najwięksi producenci mogli sobie na niego pozwolić.

Jednak ewolucja w robotyce powoli to zmienia, czego efektem jest pojawienie się cobota, który dość radykalnie odmienił funkcjonowanie zrobotyzowanej linii produkcyjnej. Przede wszystkim inna konstrukcja cobotów oraz parametry pracy sprawiają, że nie wymagają one wygrodzenia, gdyż nie stanowią realnego zagrożenia dla pracującego obok człowieka. Takie cechy jak skalowalność czy elastyczność przekładają się na większą efektywność produkcji, także – a może przede wszystkim – w małych i średnich przedsiębiorstwach.

Coboty – korzyści i ograniczenia

Reklama

Bezpieczeństwo pracy ramię w ramię robota i człowieka jest uznawane jako największa zaleta wykorzystania robotów współpracujących. Aby to osiągnąć, coboty muszą spełniać specyficzne wymagania, które dotyczą ich głównych parametrów pracy (m.in. prędkości ruchu ramienia cobota, pędu i mocy oraz siły, która spowoduje zatrzymanie ramienia przy zderzeniu z innym obiektem). Bezpieczeństwo zapewnia również możliwość dokładnego wytyczenia kierunku ruchów cobota i wyznaczenia wirtualnej przestrzeni bezpieczeństwa wokół niego. Cechy te sprawiają, że niepotrzebne jest stosowanie wygrodzeń i innych elementów systemu bezpieczeństwa (np. kurtyn bezpieczeństwa). Dzięki temu takie zrobotyzowane stanowisko produkcyjne jest dużo tańsze w przygotowaniu, a ponadto zajmuje mniej miejsca. Ten aspekt może być istotny w przypadku hal produkcyjnych o małej powierzchni.

Reklama

Kompaktowe rozmiary cobota i jego stanowiska pracy pozwalają na zrobotyzowanie takich obszarów, które właśnie ze względu na ograniczoną przestrzeń nie miały wystarczającego miejsca na standardowego robota wraz z odpowiednią strefą i klatką bezpieczeństwa.

Kolejną ważną cechą robotów współpracujących są dużo łatwiejsze metody programowania ich pracy. W większości przypadków takie programowanie odbywa się przy użyciu aplikacji z intuicyjnym interfejsem graficznym. Nie ma więc potrzeby zatrudniania specjalisty z odpowiednimi umiejętnościami. Takie programowanie będzie w stanie wykonać niemal każdy pracownik po krótkim szkoleniu. Jest to też istotne z punktu widzenia częstych zmian zatrudnienia w przedsiębiorstwie.

Roboty współpracujące na tle większych robotów wyróżniają się także dużo większą elastycznością i mobilnością. Dzięki temu jednego dnia mogą pracować np. przy wykonywaniu zadań na linii produkcyjnej, a drugiego już przy obsłudze maszyny. Wystarczy przenieść cobota w inne miejsce w fabryce i włączyć odpowiednie oprogramowanie. W przypadku robota tradycyjnego (którego waga jest nawet kilkadziesiąt razy większa) jest to niemożliwe, a nawet jeśli, to wymaga długiej przerwy w produkcji.

Oczywiście coboty mają swoje ograniczenia. Do najważniejszych należy znacznie mniejszy udźwig i zasięg. Z tego powodu roboty współpracujące nie nadają się do wykonywania prac, w których wymagane jest przenoszenie komponentów o dużej wadze i dużych gabarytach. Ze względów bezpieczeństwa coboty pracują także z dużo mniejszymi prędkościami (nawet kilkukrotnie mniejszymi niż klasyczne roboty przemysłowe). A to z kolei sprawia, że nie są one tak wydajne przy wykonywaniu niektórych zadań (np. spawanie lub malowanie dużych konstrukcji). Czynniki te wpływają na ograniczoną zdolność robotów współpracujących do wykonywania pewnych prac.

Kiedy wybrać cobota, a kiedy tradycyjnego robota?

Nie ma oczywiście prostej odpowiedzi na tak postawione pytanie. Tym bardziej, że w wielu przypadkach możliwe jest użycie obu kategorii robotów. Każdorazowo należy więc dokonać analizy różnych czynników, które decydują, jaki typ robota będzie optymalnym wyborem do danej aplikacji. W takiej analizie należy uwzględnić m.in. rodzaj wykonywanych czynności, miejsce, w którym te zadania będą wykonywane, wielkość i ciężar elementów, które będą obługiwać robot, a także oczekiwania co do wielkości produkcji i szybkości przeprowadzania tych procesów.

Niezwykle ważna pozostaje kwestia częstotliwości interakcji człowieka z robotem. Nie każdy proces wymaga bowiem ciągłej obecności operatora w bezpośrednim sąsiedztwie robota. Jeśli nie ma takiej konieczności, wówczas może się okazać, że wybór cobota nie ma uzasadnienia technicznego. Bardziej opłacalne może być wykorzystanie tradycyjnego robota. Podobnie w sytuacji, gdy można zaopatrzyć dane stanowisko w odpowiednią liczbę podzespołów czy materiałów. Wówczas klasyczny robot przemysłowy będzie w stanie przez dłuższy czas (nawet całą zmianę) wykonywać dany proces, a ingerencja człowieka będzie zbędna.

Naturalnie są sytuacje, w których obecność człowieka obok robota konieczna jest częściej niż sporadycznie. Niektórych czynności, które są częścią większego procesu, robot z powodu różnych ograniczeń może nie być w stanie wykonywać. Wówczas wykonuje je pracownik, a dalszą część procesu kontynuuje już robot. W takich stanowiskach korzystanie z tradycyjnego robota byłoby niewskazane. Za każdym razem, gdy daną czynność wykonuje człowiek, należałoby wstrzymać robota, a następnie ponownie go uruchomić. Z całą pewnością wykorzystanie do takiego procesu cobota znacznie by ten proces przyspieszyło.

Odpowiedź na tytułowe pytanie sprowadza się więc generalnie do dwóch podstawowych kwestii. Czy mniejszy i mający pewne ograniczenia cobot będzie w stanie wykonywać określone zadania, które mają zostać zrobotyzowane. Jeśli nie, wówczas jedynym słusznym wyborem będzie tradycyjny robot przemysłowy.

Po drugie, jaka jest częstotliwość obecności człowieka w strefie pracy robota. Jeśli specyfika danego procesu wymaga stałej albo częstej pracy ramię w ramię człowieka i robota, wówczas optymalnym rozwiązaniem będzie cobot. Jeśli natomiast przez dłuższy czas robot będzie pracować w odosobnieniu, może się okazać, że bardziej opłacalne okaże się postawienie na większego robota.

Oczywiście pozostaje także kwestia finansowej strony takiej inwestycji. Duży robot przemysłowy oznacza większe koszty nabycia i jego instalacji (koszt systemu bezpieczeństwa i innych dodatkowych elementów) i zwłaszcza dla mniejszych przedsiębiorstw może to oznaczać barierę nie do pokonania. Jednak większa wydajność jego pracy może sprawić, że zwrot z inwestycji będzie mimo wszystko dużo szybszy. Dlatego też dokładna analiza i optymalne dopasowanie parametrów robota do potrzeb jest kluczowe dla każdej inwestycji w robotyzację przedsiębiorstwa.

Artykuł ukazał się w czasopiśmie
Reklama

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę
Reklama