A kobot gyártók és a robotkarvég beszállítók szakértelmének felhasználása révén a gyártási folyamatok számára lehetőség nyílik, hogy a nagyfokú rugalmasságon túl a sokoldalúság és a termelékenység javulását is biztosítsák, amelyre manapság oly nagy szükség van.
Andrea Trifone, Cobot project leader, SMC Italy
2021 JANUÁR
Ahogy mi látjuk, a megfogástechnika ugyanolyan alkalmazási rugalmasságot biztosít a kobotok számára, mint a kobot a gyártási folyamatokhoz.
Miért a kobotok? A mítoszoktól az egyszerűbb és költséghatékonyabb valóságig
A kollaboratív robotok piacán várhatóan erőteljes és exponenciális növekedés tapasztalható az elkövetkező években. Az Interact Analysis jelentése szerint a kollaboratív robotpiac 2027-re 7,5 milliárd dollárt fog érni. Ez nagyjából a globális ipari robotpiac 29%-át tenné ki.
Amint az ipar túlmutat a kobotokról szóló mítoszokon, akkor válik lehetővé kiaknázni azon előnyeit, amik valójában a gyártás szintjén hoznak. Például a peremhálózati számítástechnika fejlődésével a kollaboratív robotok nem igénylik a hagyományos ipari robotok komplex beállítását. Ezen folyamatok korábban legalább egy hetes kiképzést igényeltek, de mára már néhány kobot gyártó lehetővé teszi, hogy akár fél óra alatt is beállíthatók legyenek a gépeik.
A gyártásban megjelenő gazdasági előnyök nagyon vonzóak a robotokhoz képest, mivel sokkal alacsonyabb kezdeti beruházást és jelentősen alacsonyabb üzemeltetési költséget igényelnek. Egyes becslések szerint, a megtérülési idő egy tipikus kobot esetében egy és két év között van, de akár hat hónap is lehet, néhány ügyfelünk tapasztalata alapján. Ez a két fő előny vonzó befektetéssé teszi a kobotokat, de ami igazán izgalmas technológiává teszi őket, az az általuk biztosított rugalmasság.
Rugalmasság – A kobotok válasza a folyamatosan változó piaci igényekre
A kobotok könnyen alkalmazkodnak különböző alkalmazásokhoz, ellentétben a hagyományos robotokkal, amelyeket általában egyetlen feladat elvégzésére terveztek. Alacsony súlyuk és kompaktabb méretük, valamint a könnyebb újra programozásuk hatalmas mobilitást eredményez, így könnyen elhelyezhetők oda, ahol azt a gyártási folyamat megköveteli. A kobotok megkönnyítik az automatizálást, még a rövid gyártási sorozatok esetében is, és leegyszerűsítik a gyártósorok gyakori átszerelését.
Hozzájárulásuk a sokoldalúsághoz ugyanolyan változatos, mint maguk az egyes folyamatok. Például azok a vállalatok, amelyek nem dolgoznak a nap 24 órájában, beállíthatják a kobotokat, hogy biztosítsák az alapanyag ellátást azoknak a gépeknek, amelyek éjszaka működnek, miközben a gyár zárva van. Reggelre, amikor újra nyit az üzem, a gyártási folyamat befejeződött. Más esetekben a kobotok helyettesíthetik a munkavállalókat, ha a feladat nagyon nehéz, veszélyes, vagy csak egysíkú. Felszabadítja az időt a munkavállalók számára, hogy termelékenyebb és kreatívabb feladatokat láthassanak el.
A lehetőségek valóban végtelenek, még inkább, ha olyan perifériás technológiákat, mint az IoT vagy az AI hozzáadjuk az egyenlethez. Ez az, amiben a kobot technológia szépsége rejlik; olyan automatizálási előnyökkel jár, amelyek korábban csak a nagyüzemi gyártólétesítményekkel rendelkező vállalatok számára voltak elérhetők. Ezeket az előnyöket a kis- és középvállalkozások az iparágak széles körében is képesek megosztani.
A biztonság kérdése
Úgy tervezték őket, hogy emberi társaikkal együttműködjenek. A megfelelő kockázatértékelések alapján biztonsági rácsok alkalmazását, vagy nehézkes biztonsági őrzésüket a kobotok nem követelik meg. Christoph Ryll, az SMC-vel a gyakorlati biztonsági megoldások kifejlesztésén együtt dolgozó kobot specialista jegyzeteiben olvasható mi lenne a végső cél: együttműködés. Az emberek és a kobotok nagyobb hatékonyságot érhetnek el együtt, mint bármelyik egyedül. A biztonság azonban továbbra is kérdés. A kobotok 95 százaléka még mindig ketrecbe van zárva, amely megoldáson keresztül az együttműködés ma még nem teljes. Megjegyzi, hogy a kezelői biztonsági képzés ennek kikerülésével valóban némileg tovább tarthat.
Robotkarvégek - Kulcs a szimbiózis
A robotkarvégek legtöbbször megfogók, amik lehetővé teszik a kobotot a sokféle formájú, méretű és anyagú alkatrészek kezelésére és manipulálására. A kobotok számos különböző alkalmazáshoz való igazodásának rugalmassága jelentős előny, amennyiben könnyen cserélhető a megfogó elem. Például egy összeszerelő soron csavarozást végző kobotot meglehet egy pick-and-place alkalmazásban is szeretnénk használni, úgy egy könnyen és gyorsan cserélhető fejjel kell ellátni a munkaállomást.
A gépépítőknek vagy integrátoroknak szorosan együtt kell működni a végfelhasználókkal a siker biztosítása érdekében. A kiválasztott megfogó technológiának képesnek kell lennie arra, hogy tökéletesen alkalmazkodjon a feladat egyedi igényeihez. Bármennyire is fontos a megfelelő kobot kiválasztása, ugyanolyan fontos, hogy a megfelelő robotkarvéget válasszuk, amely alkalmas a feladat speciális követelményeinek kielégítésére, mint például a megfogás helye, a maximális megengedett erő, az elem súlyprofilja, összetétele és alakja.
A méret- és súlyoptimalizálás különösen fontos a kollaboratív robotok esetében. A robotkarvég súlya közvetlenül befolyásolja a teljes kobot hasznos terhelhetőségét. Megfogó gyártóként a mi kihívásunk az, hogy maximális megfogási erőt és rugalmasságot biztosítsunk, miközben minimális méreteket és súlyt tartunk fenn.
Egyszerűen mondva: a legjobb megfogót mindig a feladathoz választjuk
A megfogó kiválasztásakor, először meg kell határozni a feladatot, beleértve az alkatrész vagy alkatrészek kezelhetőségét (alak, súly, anyag). Mind egyformák, vagy van valami különbség? Mi a szükséges ciklusidő? Szükség van-e kiemelkedő pontosságra? Mi van az erővel? Testre kell szabni? A gépépítőknek vagy integrátoroknak ki kell választaniuk az alkalmazáshoz leginkább illő megfogási technológiáját. Ezen a piacon jelenlévő gyártók, mint az SMC is, olyan megoldásokat fejlesztettek ki, amelyek a piacon lévő összes robottal és kobottal kompatibilisek.
A pneumatikus megfogók kiválóan alkalmasak általános pick-and-place alkalmazásokhoz. A levegővel működtetett megoldások értelemszerűen nagyobb erőt, sebességet és működési frekvenciát biztosítanak. Ha ezen paraméterek egyikét sem kell szabályozni vagy pontos értéken tartani, akkor a pneumatikus megfogó a legjobb megoldás.
A vákuumos megfogók - általában korong formájúak. A vákuumos megfogás legtöbb esetben kényes vagy gyenge munkadarabok mozgatásához ajánlott. A tappancsok képesek illeszkedni a különleges formákhoz és különböző prémium anyagokból készülnek, mint a szilikon, NBR, uretán és fluor, valamint olyan anyagból, ami megfelel az FDA szabványoknak.
Elektromos megfogók - Ha szükséges, hogy ellenőrizzük a pozíciót, erőt vagy sebességet, elektromos megfogót kell választani. Lehetővé teszik például a részleges zárást és nyitást. Ez rendkívül hasznos bizonyos folyamatokban, mivel nem veszélyezteti a ciklusidőt. A megfogási erő és a sebesség szabályozása ideálissá teszi őket az olyan kényes darabok kezeléséhez, mint a nyomtatott áramköri lapok (PCB), vagy ha a folyamat különböző darabok megfogását igényli.
Mágneses megfogók – Azokhoz az alkalmazásokhoz, ahol a szívókorongok; megfogók az egyenetlen vagy porózus felületek miatt nem teljesítenek optimálisan, a mágneses fogás a megoldás. Akár 120 N-os tartóerejével sokoldalú megoldás lehet, amely sokféle alkalmazásnál működhet, ahol mágnesezhető munkadarabot kell kezelni.
Az SMC különböző megfogási technológiákat kínál, plug-and-play megfogókat és megfogó rendszereket fejleszt minden kobot és robot beszállító számára. A tervezés során nagy hangsúlyt fektettünk az energiahatékonyság és a teljesítmény figyelembevételére, különös tekintettel a méret- és súlyoptimalizálásra. A súlyok, az általános méretek és az ergonómia figyelembevétele segíti a gép csuklómozgásait, elkerülve a teljesítmény korlátozását.
Ahol azonban az SMC valóban változást tud elérni, az a képességünk, hogy az automatizálási szükségletek 360º-os megközelítését kombináljuk, mint például az elektromos megoldások, amelyek segítik a kobot mobilitást a technikai támogatással, hogy testre szabjuk az automatizálási megoldásokat, amelyek tökéletesen alkalmazkodnak a gyártási folyamatokhoz, és optimális rugalmasságot biztosítanak. Végezetül, a kobot piac egyik sorsfordító technológiája a vezeték nélküli megoldások alkalmazása a pneumatikus, digitális és analóg jelek feldolgozására. Ez csökkenti vagy kiküszöböli a kábelezés szükségességét, különösen a mobil eszközöket érintő alkalmazások esetében. Ezeknél olyan problémák léphetnek fel, mint a kábelsúrlódások miatti törés, amely jelentős géphibákat okozhat, és leálláshoz vagy termeléskieséshez vezethet. A kobot és a robotkarvég közötti együttműködés megvalósítja azt a rugalmasságot, amelyet az ipar és a végfelhasználói kör manapság keres. Az új World Robotics 2020 Industrial Robots 2020 szeptember 24-én kiadott jelentése szerint az ipari robotok eladása 12%-ot csökkent, a kollaboratív robotoké pedig 11%-ot növekedett. Természetesen a kobot piac még az adaptáció nagyon korai fázisában van, de egyre inkább kiemelkedő és izgalmas eleme az iparnak.
