Medan robotik ledde vägen för den snabba tillväxten av automatisering, ser vi cobots som demokratisering av robotteknik. De eliminerar den kostnad och komplexa programmering som robotar vanligtvis kräver, samtidigt som de ger mycket större flexibilitet.
Av Andrea Trifone, Cobot project leader, SMC Italien.
JANUARI 2021
Genom att dela expertis från tillverkare av kollaborativa robotar, cobots och leverantörer av gripdon kommer tillverkningsprocesser att få både den flexibilitet och de förbättringar av mångsidighet och produktivitet som behövs numera. Som vi ser det ger gripteknik cobots samma applikationsflexibilitet som coboten ger till produktionsprocessen.
Varför Cobots? Från myter till en enklare och mer kostnadseffektiv verklighet
Marknaden för cobots förväntas gå mot en robust och exponentiell tillväxt under de kommande åren. En rapport från Interact Analysis förutspår att cobotmarknaden kommer att vara värd 7,5 miljarder dollar år 2027. Detta skulle motsvara ungefär 29 % av den globala industrirobotmarknaden.
När industrin ser bortom myterna om cobots kommer den att börja skörda frukterna av vad cobotar verkligen tillför verkstadsgolvet. Till exempel så kräver inte cobots den komplexa installationen som för traditionella robotar. Detta tack vare framsteg inom edge computing. Det som tidigare kunde kräva minst en veckas träning tar idag ibland bara en halvtimme.
Det finns betydande ekonomiska fördelar med cobots jämfört med robotar. Dels är investeringskostnaderna betydligt lägre. Kostnaderna för installation är också betydligt lägre. Enligt vissa beräkningar är återbetalningstiden för en typisk cobot mellan ett och två år. Men den kan också vara så kort som sex månader enligt några av våra kunder. Dessa två stora ekonomiska fördelar gör cobots till en spännande investering men det är framförallt flexibiliteten som gör cobots till en spännande teknik.
Flexibilitet – Cobotarnas svar på ständigt förändrade marknadskrav
Till skillnad från traditionella robotar så anpassar sig cobots lätt till flera olika applikationer. Den låga vikten, kompakta dimensioner och enklare omprogrammeringen ger en enorm rörlighet som gör att de är enkla att placera i konstruktionsprocessen. Med cobots blir det enklare att automatisera även för korta körningar och att byta linje ofta.
Cobots bidrar till mångsidighet och variationer i alla tillverkningsprocesser. Om man till exempel har en process som inte går dygnet runt kan man låta cobots ladda maskiner på nätterna när fabriken är stängd. På morgonen när fabriken öppnar så har maskinerna gjort en produktionskörning. I andra fall kan man låta cobots ta över arbetsuppgifter som är krävande, farliga eller bara trista. Det gör att de anställda kan utföra mer kreativa och produktiva uppgifter.
Möjligheterna med cobots är snudd på oändliga. Adderar man perifera teknologier som IoT och AI ökar möjligheterna ännu mer. Här ligger skönheten med cobotteknologi. Med dem kan man få samma produktionsfördelar som förr bara var tillgängliga för storskalig produktion. Fördelar som kan användas av både små - och medelstora företag inom i stort sett alla branscher.
Säkerhetsfrågan
Genom att cobots är anpassade att samarbeta med människor och med inbyggd riskbedömning så behöver man inte alltid bygga in dem i burar eller andra säkerhetsskydd. Cobotspecialisten Christoph Ryll som utvecklar säkerhetslösningar tillsammans med SMC säger att genom att samarbeta med människor så uppnår man en högra effektivitet än med någon av dem ensamma. Dock är säkerheten fortfarande ett problem och 95 procent av cobotar är instängda i burar och samarbetar inte fullt ut idag. Ryll konstaterar att säkerhetsutbildning för operatörerna kan ta längre tid än väntat.
Gripdon – En fråga om symbios
Gripdonen gör det möjligt för cobotar att hantera och manipulera dalar av en mängd olika storlekar, former och material. Flexibiliteten att anpassa coboten till många olika applikationer är en stor fördel så länge det är lätt att byta gripdon. Till exempel måste det vara enklat att byta ut ett gripdon som skruvar i skruvar till ett annat som plockar och placerar.
De som bygger maskiner och integrerar cobotar bör göra det i nära samarbete med slutanvändarna och fackföreningarna. Griptekniken ska kunna anpassas perfekt till de specifika uppgifterna. Lika viktigt som det är att välja rätt cobot lika viktigt är det att välja rätt gripdon. De ska kunna anpassas till kraven på uppgifterna som till exempel plats för plockning, maximalt tillåten kraft, viktprofil för delen, dess sammansättning och form.
För cobots är det särskilt viktigt med storleks - och viktoptimering. Gripdonets vikt påverkar den totala vikten som coboten kan lyfta. Som tillverkare av gripdon är det en utmaning att kombinera maximal gripkraft med minimala dimensioner och vikt.
Enkelt uttryckt: det bästa gripdonet beror alltid på uppgiften
Börja med att definiera vilken uppgift gripdonet ska göra innan du börjar välja. Inklusive de delar som ska hanteras i termer av form, vikt och material. Är det samma sorts delar som ska hanteras eller är det flera olika? Vilken cykeltid är det? Behövs precision? Behövs någon anpassning? Maskinbyggare och integratörer måste välja den bästa griptekniken för applikationen. Våra lösningar är utvecklade för att fungera med alla robotar och cobots på marknaden.
Pneumatiska gripdon är väl lämpade för allmänna lyft-och-placera-applikationer. Pneumatiska lösningar ger per definition högre kraft, hastighet och arbetsfrekvens. Om ingen av dessa parametrar behöver kontrolleras eller är exakt är ett pneumatiskt gripdon den bästa lösningen
Vakuumgripdon är vanligtvis sugkoppar. Vakuum rekommenderas normalt för att flytta ömtåliga eller tunna arbetsstycken. De är anpassade för att passa ovanliga former och är konstruerade av en mängd olika premiummaterial som silikon, NBR, uretan och fluor eller andra som är kompatibla med FDA - standarder.
Elektriska gripdon - När det är nödvändigt att kontrollera position, kraft eller hastighet måste du välja elektriska gripdon. De tillåter till exempel delvis stängning och öppning. Detta är extremt användbart i vissa processer eftersom det inte äventyrar cykeltiden. Att kontrollera gripkraften och hastigheten gör dem idealiska för hantering av ömtåliga delar som kretskort (PCB) eller när processen kräver hantering av olika delar.
Magnetska gripdon – är perfekta när sugkoppar eller mekaniska gripdon inte fungerar på grund av ojämna eller porösa ytor. Med en hållkraft på upp till 120 N är det ett mångsidigt gripdon med en mängd olika applikationer för hantering av järnmetaller.
SMC erbjuder alla olika griptekniker och utvecklar plug-and-play gripdon och gripsystem för alla cobot- och robotleverantörer. Vi baserar dem på energieffektivitet och prestanda med särskilt fokus på storleks- och viktoptimering. Hänsyn till vikter, övergripande dimensioner och ergonomi underlättar maskinens handledsrörelser och undviker att begränsa dess prestanda.
Hursomhelst. Där vi verkligen kan göra skillnad är i vår förmåga att kombinera en 360º-strategi för automatitionsbehov. Till exempel elektriska lösningar som hjälper cobotmobilitet med teknisk support. På så sätt kan vi skräddarsy automationslösningar som anpassar sig perfekt till produktionsprocesser och säkerställer optimal flexibilitet.
Slutligen. En teknik som förändrar spelet för cobotmarknaden är tillämpningen av trådlöst för att driva pneumatiska, digitala och analoga signaler. Det kommer att minska eller eliminera kablage. Särskilt för applikationer som involverar mobila enheter och som kan ha problem som brott på grund av kabelfriktioner. Det i sin tur kan orsaka stora maskinfel och leda till stillestånd eller förlorad produktion.
Föreningen av cobots och gripdon aktualiserar flexibiliteten som både industrin och slutkonsumenten kräver. Rapporten "World Robotics 2020 Industrial Robots" från 24 september 2020 säger att medan industrirobotar har minskat sin försäljningsvolym med 12 procent har cobots ökat med 11 procent. Cobotmarknaden och tekniken är i sin linda men ser ivrigt fram emot att vara en del av denna blomstrande och spännande industri.
