что такое коллаборативный робот
Что такое коллаборативный робот? Чем он отличается от промышленного?
Последние несколько лет широкое распространение получили промышленные коллаборативные роботы.
Давайте разберемся, в чем существенное отличие коллаборативного робота от робота промышленного. И есть ли оно?
Справочная информация: «Коллаборация, или сотрудничество — процесс совместной деятельности в какой-либо сфере двух и более людей или организаций для достижения общих целей» (по данным ресурса https://dic.academic.ru/).
Именно это определение легло в основу понятия «Промышленный коллаборативный робот», или сокращенно, кобот. Это робот, созданный для совместной работы с людьми.
Сразу возникает вопрос: разве обычный промышленный робот не создан для совместной работы с людьми? Увы, нет. Более того, он опасен для человека, именно поэтому его «запирают в клетку» робоячейки.
Прибавьте к этому необходимость узкоспециализированных знаний в области программирования и интеграции. В итоге мы получим на практике хорошее решение, но под ОДНУ (!) узкоспециализированную операцию.
Вкладывать инвестиции в одну операцию могут позволить себе или крупные производства, например автопром, или компании, которые точно знают, что операция не изменится ни на сотую долю миллиметра еще 5-10 лет.
Во-первых, он очень легко обучается новым задачам. Причем силами рабочей группы конечного заказчика. Для этого не требуется профильное образование, достаточно получить практическое обучение во время первой интеграции.
Во-вторых, кобот безопасен для людей и оборудования. Встроенные датчики остановят его при столкновении, оборудование останется целым, а человек не получит серьезных травм.
В третьих, для промышленного коллаборативного робота порядка семисот компаний выпускают готовые решения типа Plug&Play (дословно – установил и играй). Захваты, техническое зрение, программное обеспечение, узкоспециализированные решения – все это доступно уже сейчас благодаря открытой архитектуре робота.
Таким образом, философия промышленного коллаборативного робота заключается в том, чтобы конечный заказчик смог самостоятельно настраивать робота на текущие быстроменяющиеся задачи производства с минимальной помощью интегратора или вовсе без нее.
Вывод:
Во всем мире роботизация нашла широкое применение в 80-х годах прошлого столетия. Традиционные промышленные роботы не претерпели серьезных изменений и по сей день. Концепция осталась прежней: узкоспециализированное решение под миллионные тиражи, зависимость от интеграторов или своих высококлассных специалистов.
В 10-х годах текущего века вместе с развитием технологии пришла эра промышленных коллаборативных роботов. Именно они займут нишу, в которой приобретать промышленного робота невыгодно.
Конечными пользователями коботов уже становятся крупные, средние и мелкие компании, где есть потребность убрать людей с простой операции в 1-2 действия, к которой они «прикованы». Причем эта операция может меняться в зависимости от текущих заказов производства, и перенастройка робота потребуется быстрая и недорогая.
Выгода очевидна. Промышленный коллаборативный робот не требует обслуживания 35 000 часов, а при замене людей, работающих в две смены и средней зарплате 30 000 – 40 000 руб., окупается уже за 1,5-2 года.
Он не будет пылиться на складе, когда заказ на производстве будет выполнен, а будет помогать выполнять следующий, совершенно другой заказ. Причем обучить его смогут специалисты пользователя.
Коллаборативные роботоы являются универсальным инструментом для Вашего производства. А компания ТЕХНОРЭД универсальным решением для Вашего бизнеса.
Что такое коллаборативный робот?
Кобот или коллаборативный робот — это робот, который может хорошо исполнять монотонную и рутинную работу вместе с человеком. Кобот абсолютно безопасен для находящихся рядом людей. Коллаборативные роботы (коботы) не могут причинить вред человеку или окружающим предметам. Наоборот они работают рука об руку с человеком – многочисленные датчики и сенсоры контролируют любое (!) приближение и препятствие.
Еще в период античности ученые пытались изобрести механического человека, который мог бы хорошо исполнять тяжелую и рутинную работу вместо людей. В мифах существует история об изобретении Гефестом механических рабов, исполняющих тяжкий труд за человека. Сегодня роботы – это не миф, а реальная и весьма полезная для людей техника, способная заменить тяжелый физический труд и обезопасить трудовую деятельность на предприятии. Технология HCR human-robot collaboration — это взаимодействие человеческого интеллекта и робота, новая робототехника, которая молниеносно внедряется сегодня повсеместно в различных областях производства.
Коллаборативная техника, напротив, учла все недочеты промышленных роботов и изготавливает аппараты, которые не требуют выделенной зоны. Поэтому такое более современное решение наиболее выгодно, так как экономит средства на создании огороженной зоны, а также использует производственные площади наиболее эффективным образом и гарантирует безопасность.
Где применяют коллаборативных роботов и для чего?
Оснащение предприятия коботами дает большое конкурентное преимущество владельцам бизнеса, в том числе тем, кто работает с «мелкой серией» и «под заказ». Ведь с коботами можно найти множество новых решений для оптимизации производства в самых разных областях, от загрузки деталей в станок ЧПУ (где чаще всего применяются модели UR10e и UR5e или CB серия) до рисования шаржей (Как правило используется небольшой робот модели UR3 или UR3e) и выполнения фото/видео съемки.
Коллаборативного робота легко перенести и перенастроить на другой участок производства, буквально за 15-30 минут, силами инженера и оператора станка (штатные специалисты, без образования «робототехник». ). Более того, они работают 24/7 и экономят время сотрудников предприятия, а, следовательно, ресурсы компании. В зависимости от задачи, они могут выполнять в разы больше операций за тот же объем человеко-часов, чем сотрудник. Не меняют рабочее место, а значит оператор может спокойно выполнить единичный заказ.
Работа со станками с ЧПУ и 3D принтерами
Автоматизация токарных станков с ЧПУ
Аналогов коботам по более быстрому и эффективному выполнению повторяющихся однообразных операций по загрузке деталей в станок ЧПУ или выемки готовых изделий из 3D принтера, сегодня просто не существует.
Никто не может победить в соревновании по эффективности и скорости кобота.
Ведь коллаборативные роботы построены первым делом для реализации именно такого рода монотонных операций, как синхронная работа со станками с ЧПУ по закладке и обработке деталей.
Коботы помогут Вам в выполнении таких операций, как фрезерование, токарная обработка, шлифование, резка металла, 3D печать, а также реализации множества других функций.
Автоматизация фрезерного станка с ЧПУ
Примеры применения: выемка и раскладка обработанных изделий из станка ТКФ группы, загрузка деталей в штамповочный пресс или листогибочный станок, выемка готовых изделий из ТПА, выемка готовых изделий из 3D принтера — это лишь та малая часть, что может сделать ваш кобот во время того, когда оператор может решать более интеллектуальные задачи, например менять инструмент и обслуживать сразу 3-5 станков вместо одного!
Упаковка и укладка на поддоны.
Коллаборативным роботам не нужна какая-либо помощь для сбора готовых изделий с конвейера и последующей укладки в специальные коробки или на поддоны. Автоматизация процесса паллетизации с помощью коллаборативного робота Universal Robots, одна из самых популярных задач.
Это весьма заурядная и простая функция, на которой неразумно задействовать сотрудников. На этом участке работа человеческого интеллекта не требуется, коботы легко ускорят работу на этой линии.
Для работы с тяжелыми грузами идеально подойдут старшие модели из линейки коботов Universal Robots UR10 и UR10e а так же UR16 Таким образом, можно сократить затраты на ФОТ, налоговые отчисления, социальные, расходы на спецодежду, питание и проживание, спорные вопросы с миграционной службой, затраты на поиск и найм нового сотрудника, аттестацию рабочего места, выплату декретных денег и т.д. При этом производительность всего производства в целом возрастет.
Как результат, уменьшиться себестоимость готовых товаров, что даст конкурентное преимущество, как следствие, повыситься прибыль и человеческие ресурсы будут использоваться более разумно и правильно.
И это еще не все! Коботам (коллабративным роботам) можно доверить: сварку!
Сварка колаборативным роботом
Коботы наилучшим образом подходят для выполнения сварных работ. При их применении в разы увеличивается эффективность, производительность, точность и вид сварного шва.
Автоматизация нанесения клея герметика
Как можно использовать кобота для контроля качества продукции?
Использование коллаборативных роботов (коботов) Universal Robots на участке контроля качества дает возможность свести к нулю риск возникновения брака, с последующим отзывом всей партии изделий.
В арсенале робота могут быть разнообразные устройства контроля, начиная от банального калибра и заканчивая интеграцией с КИМ.
Коботы легко справятся с этой задачей и качество готовых изделий заметно увеличиться. При этом вероятность попадания бракованных деталей на рынок сбыта исключается.
Применение коллаборативных роботов в процессе сборки
Промышленные роботы активно используют в микроэлектронике. Ведь промышленные роботы имеют большие габариты, требуют отдельные площади и используются для сборки достаточно крупных деталей.
Что же делать с миниатюрными деталями? Здесь Вам на помощь придут коботы, так как они справятся не только с крупными деталями, но и с совсем миниатюрными, причем за одним рабочим столом вместе с человеком!
Нанесение лака на плату, маркировка изделий, установка микроэлементов на плату, тестирование готовых деталей и плат – первоочередные задачи для кобота, и монотонные и низкоквалифицированные для человека.
Использование коллаборативных роботов для полировки
Полировка с использованием ручного труда даже механизированного процесс весьма утомительный и отнимает большое количество времени. А обучить нового сотрудника, а это возможно, как правило, после полугода практического опыта, весьма затратно по времени и деньгам.
Применение коботов в лабораториях и испытательных центрах
Коботы — самый безопасный аналог человеческого труда и активно используется в процессе чувствительных и опасных лабораторных испытаний.
Так как роботы обладают максимальным уровнем точности и исключают возникновение ошибки, их использование наиболее рационально при проведении практически любого лабораторного исследования, от работы с «грязными», в т.ч. биологическими веществами до, напротив, сортировки препаратов в чистой комнате.
Кейсы применения роботов, а также внедрение их в производство Вы можете посмотреть на нашем Youtube канале.
Почему стоит приобрести именно коллаборативного робота?
Познакомиться с полным каталогом робототехники можно по ссылке: Каталог робототехники
ОБЗОР КОЛЛАБОРАТИВНЫХ РОБОТОВ
Все виды и типы робототехники
Роботы с ограниченной силой
«Кобот» — сленговый термин, которым называют робота для совместной работы. Термин «кобот» чаще всего используют, когда речь идет о роботах с ограниченной силой.
Нагрузка — это количество килограмм, с которым может взаимодействовать робот. Реальная нагрузка, которую может нести робот — это номинальная полезная нагрузка за вычетом веса конечного эффектора робота. В дальнейшем, при анализе робота, вы можете уменьшить максимальную полезную нагрузку, которую будет испытывать робот в зависимости от ускорения и данных (например, коэффициента трения).
Вес робота — по весу можно определить можете ли вы транспортировать его с места на место самостоятельно или для этого необходим вилочный погрузчик. Робота можно использовать для выполнения разных задач на разных участках производства. В случае если робот имеет большой вес — вам понадобится целая бригада, чтобы установить его на другом участке.
Очень часто нам задают вопросы о точности или четкости работы робота. Но, на сегодняшний день, никто не сможет соревноваться с ними и уступить им в этих параметрах. Поэтому, то, о чем вам действительно стоит задуматься — это повторяемость. Поскольку коботы обычно программируются путем обучения или ручной настройки, то способность робота воссоздать точно такое же движение более ценна, чем способность робота перемещаться по X, Y, Z в пределах миллиметра.
Эту спецификацию сложно определить количественно, так как нужно учитывать, что для одних некоторые интерфейсы и методы проще, а для других сложнее, поэтому эта спецификация несколько субъективна.
Область действия робота — это измерение расстояния, которое может быть достигнуто его запястьем и начинается от основания робота. В качестве базы отсчета считается наибольшее расстояние, которое может достичь робот.
Обзор производителей и моделей роботов
Universal Robots занимает лидирующие позиции в мире по производству коллаборативных роботов.
Ключевые преимущества коллаборативных роботов Universal Robots
Ключевое преимущество коллаборативных роботов Universal Robots — возможность совместной работы с людьми. В недалеком прошлом роботы были крупногабаритными и тяжелыми. Они осуществляли операции, созданные целенаправленно для них. Для них оборудовали специальные зоны и ставили охранников для обеспечения безопасности. Более того, нужно было хорошо изучить язык программирования, чтобы настроить выполнение конкретных задач роботами.
Результатом прогресса стало изобретение более удобных в использовании коллаборативных роботов, служащих непосредственно людям. Они оснащены встроенными датчиками, которые чувствительны к любым внешним силам и, если эта сила очень большая, то робот сам останавливает свою работу. Пассивная податливость осуществляется механическими элементами. В случае, когда внешняя сила реагирует на соединение, как следствие, соединение подчиняется этой силе. В итоге, если происходит столкновение, то соединение изменит траекторию движения в другую сторону или прекратит работу в целях безопасности, чтобы исключить возможность нанесения травм.
Коллаборативные роботы Universal Robots быстро обучаются демонстрацией, нет необходимости в изучении языка программирования. Внедрить и выполнить запуск робота можно гораздо быстрее, так как не надо строить никаких ограждений и оборудовать специальную зону на производстве.
Коботы более компактные, к тому же ловкие и гибкие. Устройства может реализовать больший набор функций и даже заменить ручной труд. Можно смело сказать, что сегодня коллаборативный робот Universal Robots — это реальный и незаменимый новый сотрудник, способный работать 24/7.
Познакомиться с полным каталогом робототехники можно по ссылке: Каталог робототехники
Промышленные и коллаборативные роботы: интеграция в производство
В июне 2020 года специалисты компании Top 3D Shop провели вебинар, на котором рассказали о преимуществах и особенностях внедрения коллаборативных роботов.
Спикеры вебинара, специалист по интеграции Евгений Малаховский и инженер-робототехник Роман Конюхов, рассказывают о внедрении роботов на предприятиях, факторах, которые надо учесть при модернизации производства, возникающих при этом проблемах и их решении, а также получаемых в результате преимуществах.
Читайте статью по материалам вебинара, чтобы узнать больше о коллаборативных роботах и кейсах их внедрения в производство на предприятиях разных отраслей.
Содержание
О Top 3D Shop
Компания Top 3D Shop занимается комплексным внедрением коллаборативных и промышленных роботов по всей России. Наш статус официального дилера ведущих производителей оборудования обеспечивает лучшие условия для наших клиентов: продукция с гарантией производителя, запасные части для роботов в наличии — всё это позволяет в кратчайшие сроки производить ремонт и сервисное обслуживание техники. Специалисты компании обладают знаниями для внедрения промышленных и коллаборативных роботов на любом производстве.
Одно из преимуществ — специализация компании на аддитивных технологиях, — при интеграции робототехники на производственных площадках мы можем напечатать кастомные 3D-элементы любой сложности, пригодные для разных условий эксплуатации. Перед началом интеграции роботов мы разрабатываем подробную карту техпроцесса и выполняем проектирование. Это важно, поскольку в некоторых случаях человека нельзя непосредственно заменить роботом. Чтобы понимать, как действовать роботу, следует тщательно изучить элементы производственного процесса. В зависимости от конкретных условий, мы предлагаем заказчикам оптимальное решение по автоматизации.
Коллаборативные роботы Hanwha
Мы устанавливаем в России коллаборативные роботы южнокорейского бренда Hanwha. Изначально производство коллаборативных роботов было начато корпорацией Samsung, однако в 2015 году концерн Hanwha выкупил это подразделение, после чего была представлена линейка коллаборативных роботов Hanwha HCR. В настоящее время модельный ряд состоит из модификаций с грузоподъемностью 3, 5 и 12 кг. Эти роботы совместимы с оборудованием ведущих производителей, таких как Robotiq, Omron, OnRobot и многие другие.
Одно из достоинств высококачественных коллаборативных роботов Hanwha — безотказность и надежность. Это важно, поскольку основное предназначение коллаборативных роботов — действовать на одной площадке с человеком, где между машиной и рабочим отсутствуют защитные сооружения. В роботах Hanwha изначально встроены необходимые датчики усилия. В случае столкновения с человеком датчики мгновенно реагируют и останавливают устройство. Повторный запуск робота осуществляется через главное меню.
Еще одно важное достоинство коллаборативных роботов, по сравнению с промышленными — сравнительно быстрая и дешевая интеграция на существующую рабочую площадку. Это обусловлено и простотой при создании инфраструктуры, и легким обучением по использованию роботов Hanwha. Интерфейс сенсорной панели, через которую осуществляется управление, состоит из нескольких блоков: первый — главное меню робота, реализованное в виде вертикально расположенных вкладок; второй — режим управления, где отображается текущий рабочий процесс.
При программировании коллаборативных роботов Hanwha можно использовать главное меню и задавать перемещение робота по координатам. Также можно запускать режим «прямого» обучения: оператор руками перемещает конечное звено манипулятора, а тот запоминает эти движения и может впоследствии их воспроизводить. Роботы Hanwha оснащены сервоприводами, что обеспечивает высокую точность движения. Вращение каждой оси достаточно плавное, в том числе плавно происходит остановка робота, что позволяет использовать Hanwha в видеопроизводстве.
Интеграция с оборудованием OnRobot, Robotiq и других вендоров максимально комфортная. Различные типы устройств (захваты и т.д.) соединяются по принципу plug and play — сразу после установки насадки можно программировать движение робота. Разъемы на Hanwha и стороннем оборудовании стандартизированы. Это 8-пиновые коннекторы.
Применение коллаборативных роботов
Коллаборативные роботы уже широко используются в промышленности.
Основные ограничения коллаборативных роботов обусловлены их назначением — работающие рядом с человеком машины специально ограничивают в силе/грузоподъемности и скорости, в целях безопасности. Значительное количество установок Hanwha приходится на модификацию с грузоподъемностью до 12 кг. Вместе с тем, аппараты предназначены для использования на различных этапах производства, таких как фрезеровка, паллетирование, лазерная сварка, металлообработка, литье, транспортировка, вкручивание болтов. Также применяются коботы и в далеких от промышленности областях, например — в киноиндустрии, в роли операторов и осветителей.
Наши специалисты применили робота Hanwha HCR-5 для 3D-сканирования. На роботе зафиксирован ручной 3D-сканер Shining 3D Einscan Pro+. Сканируемый объект установлен на поворотном столе. Робот, перемещаясь по заданной траектории, обеспечивает быструю автоматическую оцифровку объекта. Если такая работа осуществляется потоково, например, при контроле качества, то интеграция робота в производственный процесс позволяет освободить человека от выполнения рутинной задачи.
Наши специалисты обладают достаточным опытом, чтобы интегрировать коллаборативных роботов практически в любое производство. Например, мы использовали Hanwha HCR-5 на мебельной фабрике, на участке проклейки. До автоматизации эту задачу выполнял рабочий. Недостатки ручной проклейки: неравномерное распределение клея, потраченные человеко-часы. Мы поставили робота, который обеспечивает точную и быструю проклейку мебели. Для производителя преимущество заключается в скорости и точности работы, а также в финансовой выгоде в длительной перспективе.
На приборостроительном заводе был внедрен коллаборативный робот Hanwha HCR-12, на котором был установлен захват OnRobot Rg6 для операций загрузки/разгрузки. Применение этой модели робота было обусловлено зоной досягаемости. Установка одного аппарата позволила обслуживать два станка.
Более сложные кейсы, выполненные нами, — создание автоматических ячеек с загрузкой несортированных деталей и сваркой. В первом кейсе вместе с роботом был установлен вибробункер, который обеспечивает сортировку деталей. После сортировки робот осуществляет загрузку этих деталей. Во втором кейсе робот использовался на участке сварочных работ. Очевидное преимущество от автоматизации в этом случае — обеспечение точности работы, стабильности качества.
Следует отметить установку на робота силомоментного датчика, которая позволяет использовать аппарат для выполнения точных работ, например — полировки изделий или закручивания болтов. Кроме того, при интеграции коллаборативных роботов существует возможность установки их на мобильную платформу.
Подробнее, о внедрении мобильных роботов, читайте в нашей статье “Мобильные роботы для склада”.
Промышленные роботы Fanuc
Fanuc — известная японская корпорация, которая с 2003 года имеет официальное представительство в России. Основная сфера деятельности компании — создание промышленных автоматизированных систем. Производство компонентов и ПО, как и сборка, осуществляются на собственных предприятиях Fanuc в Японии.
Преимущество промышленных роботов — высокая эффективность. В частности, аппараты Fanuc имеют грузоподъемность до 2 т. Зона досягаемости аппаратов также сравнительно велика. Некоторые модификации роботов предназначены для работы в агрессивной среде и при повышенных температурах.
Интеграция промышленных роботов — более ресурсоемкий процесс, чем интеграция коботов. Стоимость самого оборудования, как и стоимость внедрения, как правило выше. В том числе из-за того, что промышленному роботу необходимо выделить огороженную от живого персонала площадку.
Промышленные роботы, как и коботы, используются для механической металлообработки, электроэрозионной и газовой резки, сварки, покраски и множества других операций, не говоря уже о таких простых вещах, как погрузочные работы и паллетирование.
Итоги
Внедрение коллаборативных и промышленных роботов — это возможность выпускать продукцию с предсказуемой точностью и стабильным качеством. Автоматическое оборудование уменьшает вероятность ошибок и брака.
Применение коллаборативной робототехники практически исключает возможность травмирования сотрудников или повреждения дорогостоящего оборудования.
Закажите в Top 3D Shop интеграцию роботов и коботов в своё производство, чтобы получить комплексное решение, — учитывающее особенности вашей производственной площадки, специфику продукции, ваши пожелания и другие факторы, — для наилучшего результата.