În timp ce robotica a deschis calea pentru creșterea rapidă în domeniul automatizărilor, privim roboții claborativi ca fiind democratizarea tehnologiei robotice. Aceștia elimină costurile și programarea complexă pe care roboții o necesită de obicei, oferind în același timp o flexibilitate mult mai mare.
Andrea Trifone, Lider de proiect roboți colaborativi, SMC Italia
IANUARIE 2021
Împărtășirea experienței producătorilor de roboți colaborativi și a furnizorilor de efectori finali va permite proceselor de producție să dobândească nu numai flexibilitate, ci și îmbunătățirile în versatilitate și productivitate atât de necesare în zilele noastre. În opinia noastră, tehnologia de prindere oferă coboților aceeași flexibilitate de aplicare pe care o aduce robotul colaborativ în procesul de producție.
De ce roboți colaborativi? De la mituri la o realitate mai simplă și mai rentabilă
Ne așteptăm ca piața roboților colaborativi să înregistreze o creștere robustă și exponențială în următorii ani. Un raport de la Interact Analysis prezice că aceasta va avea o valoare de 7,5 miliarde de dolari până în 2027, echivalând cu aproximativ 29% din piața globală a roboților industriali.
Odată ce industria va trece peste miturile despre roboții colaborativi, va începe să culeagă beneficiile a ceea ce aduc ei cu adevărat în fabrici. De exemplu, asistați de progresele în computerele de ultimă generație, roboții colaborativi nu necesită configurarea complexă a roboților industriali tradiționali. Acestea înainte necesitau cel puțin o săptămână de antrenament, dar unii producători de roboți colaborativi fac acum posibil să se pună în funcțiune în doar o jumătate de oră.
Beneficiile economice pe care le aduc în producție sunt foarte atrăgătoare în comparație cu roboții, deoarece necesită o investiție inițială mult mai mică și un cost de implementare foarte redus. Potrivit unor estimări, timpul de amortizare pentru un robot colaborativ obijnuit este între unu și doi ani și poate fi de până la șase luni, conform experienței unora dintre clienții noștri. Aceste două beneficii majore fac din coboți o investiție atractivă, dar ceea ce îi face să fie considerați o tehnologie cu adevărat interesantă este flexibilitatea pe care aceștia o oferă.
Flexibilitate – Răspunsul roboților colaborativi la cerințele pieței în continuă schimbare
Coboții se adaptează cu ușurință la mai multe aplicații, spre deosebire de roboții obijnuiți care, în general, sunt proiectați să îndeplinească o singură sarcină. Greutatea lor ușoară și dimensiunile mai compacte, împreună cu reprogramarea mai ușoară, se traduc într-un nivel uriaș de mobilitate, astfel încât să poată fi amplasați cu ușurință acolo unde procesul de producție o cere. Coboții facilitează automatizarea, chiar și pentru serii scurte de producție, și schimbarea frecventă a liniilor.
Contribuția lor la versatilitate este la fel de variată ca realitatea fiecărui proces. De exemplu, companiile care nu activează 24/7 pot configura roboții colaborativi pentru a încărca mașini care funcționează noaptea în timp ce fabrica este închisă. Până dimineață, când se redeschide, o serie de producție a fost finalizată. În alte cazuri, roboții colaborativi pot înlocui lucrătorii atunci când sarcina este solicitantă, periculoasă sau doar monotonă, eliberând timp pentru ca lucrătorii să îndeplinească sarcini mai productive și creative.
Posibilitățile sunt într-adevăr nesfârșite, cu atât mai mult atunci când adăugați la ecuație tehnologii periferice precum IoT sau AI. În acest aspect constă frumusețea tehnologiei cobot; poate oferi beneficii de automatizare disponibile anterior doar companiilor cu instalații de producție la scară largă. Aceste beneficii pot fi împărtășite acum de întreprinderile mici și mijlocii dintr-o gamă largă de industrii.
Problema legată de siguranță
Conceput să funcționeze alături de omologii lor umani, cu o evaluare adecvată a riscurilor, coboții ar putea să nu necesite cuști de izolare sau protecție greoaie. Christoph Ryll, un specialist în roboți colaboratizi care lucrează cu SMC pentru a dezvolta soluții practice de siguranță, descrie care ar fi scopul final: lucrând împreună, oamenii și coboții pot obține o eficiență mai mare decât ar putea fi unul singur. Cu toate acestea, siguranța este încă o problemă, iar 95% dintre coboți sunt încă închiși în cuști și nu sunt cu adevărat colaborativi astăzi. El observă că pregătirea pentru siguranța operatorilor poate dura într-adevăr ceva mai mult.
Efectori finali – O chestiune de simbioză
Efectorii finali, în primul rând sub formă de graifăre, permit părții aflată în lucru a cobotului să opereze și să manipuleze piese cu o mare varietate de forme, dimensiuni și materiale. Flexibilitatea adaptării unui robot colaborativ la multe aplicații diferite este un beneficiu major, atâta timp cât este ușor să schimbați elementul care asigură prinderea. De exemplu, un cobot folosit pentru a introduce șuruburi pe o linie de asamblare trebuie remontat cu ușurință cu un efector final diferit și utilizat într-o aplicație de tip pick-and-place.
Producătorii de utilaje sau integratorii ar trebui să comunice îndeaproape cu utilizatorii finali pentru a asigura succesul uniunii. Tehnologia de prindere ar trebui să se poată adapta perfect la nevoile specifice ale sarcinii. Pe cât de important este să selectați robotul colaborativ potrivit, este la fel de vital să alegeți componenta finală corectă, capabilă să fie personalizată pentru a îndeplini cerințele specifice ale sarcinii, cum ar fi locația alegerii, forța maximă admisă, profilul greutății piesei, compoziția și forma sa.
Optimizarea dimensiunilor și a greutății sunt relevante în special pentru roboții colaborativi. Greutatea efectorului final afectează direct sarcina utilă globală a cobotului. În calitate de producători de graifăre, provocările noastre sunt să oferim forță și flux maxim de prindere, menținând în același timp dimensiunile și greutatea minime.
Simplu: utilizarea celui mai bun graifăr depinde întotdeauna de sarcină
Atunci când alegeți un graifăr, începeți prin a defini sarcina, inclusiv piesa sau piesele de manipulat (formă, greutate, material). Sunt toate la fel sau există o discrepanță? Care este timpul necesar de ciclu? Este nevoie de precizie? Dar forța? Trebuie personalizat? Constructorii de mașini sau integratorii trebuie să aleagă cea mai bună tehnologie de prindere pentru aplicație. Producători precum SMC au dezvoltat soluții concepute pentru a funcționa cu toți roboții și coboții de pe piață.
Graifărele pneumatice sunt potrivite pentru aplicații generale de pick-and-place. Soluțiile acționate cu aer, prin definiție, oferă o forță, viteză și frecvență de operare mai mari. Dacă niciunul dintre acești parametri nu trebuie controlat sau precis, grafărul pneumatic este cea mai bună soluție
În general, dispozitivele de prindere cu vacuum sunt sub formă de ventuze. Reținerea prin aspirație este recomandată în mod normal pentru mutarea și transferul pieselor delicate sau subțiri. Acestea sunt disponibile pentru a se potrivi cu multe forme neobișnuite și sunt construite dintr-o varietate de materiale premium, cum ar fi silicon, NBR, uretan și fluor, sau cele care respectă standardele FDA.
Dispozitivele de prindere electrice - Când este necesar să controlați poziția, forța sau viteza, trebuie să alegeți graifărele electrice. Acestea permit, de exemplu, închiderea și deschiderea parțială. Acest lucru este extrem de util în unele procese, deoarece nu compromite durata ciclului. Controlul forței și vitezei de prindere le face ideale pentru manipularea pieselor delicate, cum ar fi plăcile de circuite imprimate (PCB) sau atunci când procesul necesită manipularea diferitelor piese.
Graifărele magnetice – Pentru acele aplicații în care ventuzele și clemele nu vor funcționa optim din cauza suprafețelor neuniforme sau poroase, prinderea magnetică este răspunsul. Cu o forță de reținere de până la 120 N, acestea reprezintă o soluție versatilă cu o mare varietate de aplicații pentru manipularea metalelor feroase.
SMC oferă diferite tehnologii de prindere și dezvoltă dispozitive și sisteme de prindere plug-and-play pentru toți furnizorii de coboți și roboți. Acestea sunt concepute luând în calcul eficiența energetică și performanța, cu accent special pe optimizarea dimensiunilor și greutății. Luarea în considerare a greutăților, dimensiunilor totale și ergonomiei ajută la mișcările încheieturii mâinii mașinii și evită limitarea performanței acesteia.
Totuși, cu adevărat remarcabilă, este capacitatea noastră de a combina o abordare la 360º a necesităților de automatizare, cum ar fi soluțiile electrice care sprijină mobilitatea coboților cu suportul tehnic pentru a personaliza soluțiile de automatizare care se adaptează perfect proceselor de producție și asigură o flexibilitate optimă.
În cele din urmă, o tehnologie revoluționară pentru piața roboților colaborativi este aplicarea tehnologiei wireless pentru producerea semnalelor pneumatice, digitale și analogice. Acest lucru va reduce sau elimina cablarea, în special pentru aplicațiile care implică dispozitive mobile, ce se confruntă cu probleme precum deteriorarea din cauza frecării cablurilor ce pot produce defecțiuni majore ale mașinii și pot conduce la timpi de nefuncționare sau pierderi de producție.
Alianța dintre robotul colaborativ și efectorul final actualizează nivelul de flexibilitate pe care industria și consumatorul final o cer în prezent. Noul raport World Robotics 2020 Industrial Robots, lansat pe 24 septembrie 2020, precizează că, în timp ce roboții industriali au înregistrat o scădere cu 12% a volumului vânzărilor, roboții colaborativi au înregistrat o creștere de 11%. Desigur, piața coboților este în stadiile sale foarte incipiente de adoptare, dar așteaptă cu nerăbdare să facă parte din această industrie înfloritoare și interesantă.
