Cobot – czym różni się od standardowego robota przemysłowego?

Cobot to powszechnie przyjęte w branży określenie przemysłowego robota współpracującego. Jego nazwa pochodzi z języka angielskiego od słów collaborative robot (tłum. robot współpracujący). Koncepcję tego urządzenia wymyśliła firma Universal Robots z Danii, pierwszy i największy producent cobotów na świecie. Czym różnią się one od tradycyjnych robotów przemysłowych? Jakie są wady i zalety cobotów? Kiedy warto je stosować? Czy cobot sprawdzi się w moim zakładzie przemysłowym? O tym dowiecie się Państwo w poniższym tekście.

Do niedawna robotyzacja była zarezerwowana wyłącznie dla dużych zakładów produkcyjnych, głównie z branży automotive. Wynikało to z faktu, że wdrożenie robota było kosztowne, wymagało sporej ingerencji w funkcjonowanie linii produkcyjnej, a do obsługi robotów przemysłowych niezbędna była wykwalifikowana kadra. Widząc tę sytuację założyciele Universal Robots doszli do wniosku, że roboty powinny być łatwiejsze w programowaniu, bardziej dostępne dla mniejszych zakładów produkcyjnych i bezpieczniejsze dla człowieka.

Zgodnie z normą ISO 10218, aby robot mógł współpracować z człowiekiem musi posiadać kilka kluczowych cech. Po pierwsze powinien być wyposażony w możliwość awaryjnego zatrzymania, czyli tzw. przycisk E-stop. Dzięki temu kiedy sytuacja wydaje nam się niebezpieczna możemy przerwać pracę robota wciskając przycisk. Zatrzymanie awaryjne musi być monitorowane. Ponadto robot powinien mieć możliwość monitorowania prędkości i pozycji robota, a także w razie potrzeby ograniczania tych wartości. Trzecią ważną cechą jest możliwość ręcznego prowadzenia ramienia, np. poprzez wykorzystanie przycisku freedrive. Ostatnią z funkcji to opcja ograniczenia mocy i siły ramienia.

Szczegóły dotyczące cobotów opisuje z kolei specyfikacja techniczna TS 15066, w której omówiono dopuszczalne siły mogące oddziaływać na poszczególne części ciała człowieka. Normy nie są jednak obligatoryjne, a stanowią jedynie pewne zalecenia odnośnie tego jakie cechy powinno posiadać urządzenie. Obowiązkowa jest natomiast dyrektywa maszynowa 2006/42/we.

Cobot Universal Robots spełnia wymienione wcześniej wymagania, dzięki wbudowanym 17-tu funkcjom bezpieczeństwa. Dzięki opcjom w zakładce Safety pozwala on ograniczyć prędkość ruchu ramienia cobota, siłę, która spowoduje zatrzymanie ramienia przy zderzeniu z przeszkodą, moment siły, pęd i moc. Ponadto możemy w łatwy i intuicyjny sposób wyznaczyć wirtualne płaszczyzny bezpieczeństwa wokół robota oraz ograniczyć kierunek narzędzia. Dzięki tym oraz wielu innym rozwiązaniom możemy w większości przypadków wdrożyć cobota bez wygrodzeń oraz klatek bezpieczeństwa. W standardowych robotach przemysłowych byłoby to niemożliwe.

Kolejną ważną cechą cobotów jest łatwość programowania. Dzięki graficznemu interfejsowi programowania proste aplikacje są w stanie przygotowywać nawet operatorzy bez wykształcenia technicznego. Aby ułatwić korzystanie z cobotów i podnieść poziom wiedzy wśród pracowników, oferujemy klientom certyfikowane szkolenia z programowania w Autoryzowanym Centrum Szkoleniowym Elmark Automatyka.

W porównaniu do tradycyjnych robotów przemysłowych, coboty są znacznie bardziej elastyczne we wdrożeniu – jednego dnia mogą np. obsługiwać maszynę CNC, a następnego jesteśmy w stanie przestawić je do obsługi prasy krawędziowej. Wystarczy zmienić program oraz przenieść ramię, które waży maksymalnie 33 kg. Dla porównania, masa robotów przemysłowych często przekracza 1 tonę i niejednokrotnie wymagają one kotwienia do podłogi.

Tym w czym z pewnością coboty są słabsze jest udźwig, zasięg i wydajność. W przypadku rozwiązań Universal Robots maksymalny udźwig ramienia sięga 16 kg, zasięg 1300 mm w promieniu, zaś osiągane prędkości nie będą przekraczały 3 m/s. Nie będziemy mogli nimi spawać skomplikowanych, dużych konstrukcji, przenosić ciężarów wymagających większej siły niż siła człowieka.

Cobot sprawdzi się jednak wszędzie tam gdzie mamy powtarzalną produkcję mniejszych elementów. Przez fakt, że w większości przypadków nie wymaga wygrodzeń, zajmuje znacznie mniej miejsca w zakładzie produkcyjnym. Jego czas implementacji jest znacznie krótszy aniżeli przemysłowej Kuki czy Fanuca. Dzięki temu pomoże nam w robotyzacji takich czynności, jak paletyzacja (do 16 kg), Pick&Place, obsługa maszyn CNC, wtryskarek, nitowanie, klejenie czy spawanie. Dzięki wbudowanemu we flanszę czujnikowi siły i momentu możemy z powodzeniem zastąpić nim pracownika, który dotychczas musiał wykonywać nudne czynności polegające na szlifowaniu lub polerowaniu. Funkcjonalność cobota zależy od zastosowanego narzędzia i naszej pomysłowości.

Z roku na rok udział cobotów w robotyzacji rośnie. Według raportu IFR z 2019 roku już około 5% wdrażanych co roku robotów to roboty współpracujące. Dla porównania jeszcze kilka lat temu było to ok. 2,5%. Dzięki ich zastosowaniu szansę na robotyzację produkcji mają także MŚP, które wykorzystują fakt łatwości implementacji i elastyczności zastosowań cobotów.