Kolaborativní roboty Techman

Pravděpodobně většina z nás už někdy viděla záběry třeba ze svařoven v automobilovém průmyslu, kde několik robotických ramen současně pracuje na automobilové karosérii. Řada z nás, řekne-li se robot, má „konkrétní“ představu o chytrých pracantech ovlivněnou často filmy nebo předváděním na výstavách. Ale kolik z nás si skutečně uvědomuje reálný rámec jejich využití v současnosti?

I přes velmi rychlý technický vývoj a pokulhávající legislativu nasazení průmyslových robotů ve výrobě prochází dnes již mnohaletou úspěšnou zkušeností. V posledních letech se v oblasti manipulačních robotických ramen vymezuje samostatná kategorie kolaborativních robotů (cobotů), robotů, jejichž bezpečnostní funkce umožňují těsnou spolupráci s člověkem bez zvýšeného rizika úrazu, dojde-li ke kontaktu. Omezení, která z tohoto vyplývají, snižují obvykle jejich výkon. Nicméně přesto má kolaborativní robot celou řadu vlastností, pro které je stále vyhledávanějším řešením části výrobních operací. Těmi základními jsou dlouhodobá stabilita výkonu a stabilita nebo reprodukovatelnost procesu, ale významná je i rostoucí flexibilita spojená s technickým vývojem a nízké provozní náklady.

Cobot zvládá poměrně dobře nahradit jednoduché neefektivní manipulace. Mohou to být různé montáže komponent spojené s verifikací jednotlivých prvků, v elektronickém průmyslu obsluha ICT testerů, osazení konektorů nebo vývodových součástek na DPS, pájení, ultrazvukové nebo mikroodporové svařování, lepení, přesné dávkování, šroubování, kontroly a testování pomocí kamer, balení nebo třeba i zakládání obrobků do CNC strojů apod. Tedy jde obvykle o operace s nízkou přidanou hodnotou nebo nerovnoměrným a přerušovaným pracovním taktem, často tam, kde jsou procesní podmínky proměnlivé a použití průmyslového robota by bylo problematické nebo nemožné, případně jde o sériovost, kde nasazení průmyslového robota bude neefektivní. Výrobní dávky jsou relativně malé a produkt se často mění. Velmi často může jít i o operace, které jsou nebezpečné, neergonomické nebo u nich existuje zvýšené riziko nemocí z povolání. Ve všech těchto případech cobot člověka nejenom nahradí, ale může pomoci významně snížit chybovost způsobenou pro člověka unavující monotónní prací. Kolaborativní robot může současně spolupracovat jak se strojem, tak člověkem. Je celá řada provozů, které nemohou být kompletně automatizovány a kde jsou robotické operace prováděny souběžně s manuálními pracemi. Na rozdíl od průmyslového robota cobot nepotřebuje žádné zábrany pro snížení rizika úrazu v důsledku kolize s člověkem.

Bezpečnost je u kolaborativních robotů zásadní. Cobot je vybaven vysoce inteligentní senzorikou a často jedním nebo více kamerovými systémy. Kritická místa mají oblé tvary a obložení z pružných nebo měkkých materiálů. Pohyblivá ramena mají nízkou hmotnost. Mimo to je proti průmyslovému robotu omezen výkon a síla v okamžiku tlaku na překážku. Funkce Collision stop zajistí, že při střetu s člověkem se cobot ihned zastaví.

Ačkoliv vývoj kolaborativní robotiky je stále v začátcích, coboti jsou dnes úspěšně integrováni v řadě procesů. Jedním z nejprogresivnějších kolaborativních robotů současnosti jsou roboty od firmy Techman Robot. Do světa robotiky vstoupila v roce 2012 se smělým cílem vytvořit revoluci na trhu. Po téměř čtyřletém výzkumu a vývoji se podařilo více než stočlennému týmu odborníků uvést na trh prvního spolupracujícího robota na světě se standardně vestavěným kamerovým systémem. Už jenom tento samotný počin je v oblasti kolaborativních robotů převratným. Na rozdíl od tradičně doplňovaných zobrazovacích systémů robotů, kde implementace do stávajícího systému je často komplikovaná a časově i programově náročná, je kamerový systém robotu Techman plně integrován s hardwarovým i softwarovým prostředím celého systému a celá řada standardních zobrazovacích funkcí je od počátku součástí stroje. Systém umí okamžitě lokalizovat objekt, umí porovnávat objekt se vzorem, číst čárové i QR kódy, rozpoznávat barvy, popisy, spolupracovat se stacionárními kamerami atd. Všechny tyto funkce jsou integrovány do snadno použitelného uživatelského rozhraní. To významně zvyšuje možnosti a flexibilitu systému a zároveň i rychlost programování operací. Kombinací chytrého kamerového systému a ruk navigovaného ramene zvládne i nezkušený operátor vizualizaci pick & place úkolu během pěti minut. Navigace ruk sama o sobě není novinkou. V kombinaci s využitím kamer pro tento úkon a skvěle navrženou funkcí ručního vedení se servoasistencí je však událostí v oblasti průmyslových robotů převratnou, která přímo souvisí s jednoduchostí programování. Je možné uzamknout vybranou osu k zajištění úpravy definované roviny a poté doladit souřadnice s jednoduchou editací těchto souřadnic uvnitř programového balíčku.

Ale „očima“ to nekončí. Významnou inovací je i novátorské uživatelské rozhraní, které podstatně usnadňuje tradičně složité programování. Jakýkoliv automatický úkol robota je vytvářen s využitím HMI a grafického vývojového diagramu. Takto lze velmi rychle zvládnout používání robota i pro operátory, kteří nemají prakticky žádné zkušenosti s programováním průmyslových robotů. Velmi rychle se tak dá naprogramovat třeba jakákoliv vestavěná kamerová funkce, což samo o sobě bývá u jiných robotů poměrně náročná úloha. Pokud si uvědomíme dosah tohoto faktu, pochopíme, že chceme-li operativně měnit pracovní úlohy našeho robota, je to přesně to, co jsme hledali.

Od rychlé tvorby nového automatizačního úkolu se můžeme posunout dále k flexibilitě, k rychlým změnám mezi již hotovými naprogramovanými úkoly. Pro zajištění tohoto procesu potřebujeme zvládnout minimálně dvě věci. Umět se rychle zorientovat a mít možnost se rychle přesunout bez komplikací spojených s integrací na novém pracovišti. Orientaci na pracovišti, sladění souřadných systémů, zajišťuje kamera robota ve spojení se speciální prostorovou značkou – landmarkem. S použitím TM-Landmarku se může mobilní robot orientovat uvnitř 3D prostoru fixací nulového bodu. Umístěním TM-Landmarku na různých pracovištích a jeho vyhledáním kamerou pak lze rychle bez velkých časových ztrát po přesunu zahájit práci, aniž bychom museli polohu robota složitě ladit.

Mobilitu Techman robota zajišťuje univerzální mobilní stojan UMS, platforma, k níž může být robot integrován. Toto řešení není výhodné pouze v situacích, kdy se častá změna pracoviště předpokládá od počátku, zajímavé je vzhledem k jednoduchosti a rychlosti připojení všech možných vstupů a výstupů robota i tam, kde dopředu další budoucí využití není známé. Stojan má poměrně malý půdorys, je vybavený spolehlivými pevnými vyrovnávajícími kolečky a fixací pro upevnění v nové pozici. Ve spojení s kamerovým systémem a TM-Landmarkem můžete na novém pracovišti zkalibrovat robota skutečně během několika vteřin. Zákazník potřebujepouze připojit stojan UMS připojením několika průmyslových konektorů k okolním technologiím.

Závěrem lze říct, že průmysl přináší mnoho výzev a změn a kolaborativní robotika bude i nadále nepochybně zaujímat své místo ve výrobních procesech, nejen průmyslu automobilového a elektrotechnického, ale i v průmyslu 3C, potravinářském, CNC a mnoha dalších.