В этой статье:
- Что умеет кобот
- Отличия от обычных роботов
- Особенности коботов для различный применений
- Может ли кобот работать без человека?
- С помощью чего кобот становится безопасным для человека?
- Самые эффективные коботы
5 минут на прочтение
Что умеет коллаборативный робот?
Здесь нет никаких ограничений, кроме здравого смысла. Коботы применяются там, где они быстрее окупаются или решают острую проблему, которую сложнее, дороже или просто невозможно решить другими способами. Например:
- Повышение производительности мелкосерийного производства – здесь классические автоматизированные линии и обычные роботы просто не применимы и не окупаемы из-за высокой стоимости, сложности внедрения и переналадки.
- Когда требуется очень быстро запустить производство крупной серии продукции на ограниченный срок и также быстро переналадить оборудование на выпуск совершенно другой продукции – типичный сценарий для сезонного товара.
- Работа в тесном взаимодействии с людьми – коботы созданы для этого и не требуют установки защитных ограждений на основании ГОСТ Р. Обычные роботы представляют опасность для человека. Часто обеспечить их безопасную эксплуатацию просто технически невозможно или очень дорого.
Самые популярные применения коботов на сегодняшний день:
Нас часто просят роботизировать и другие технологические операции (сборка, завинчивание, контроль качества с помощью машинного зрения и лазерных сканеров, шлифовка и полировка), где требуется высокая точность и скорость, где дорого обходится пресловутый Человеческий фактор и остро стоит проблема нехватки рабочего персонала.
Проще говоря,
коллаборативные роботы незаменимы, когда требуется в течение 1 месяца увеличить производительность в 2-3 раза и уложиться в бюджет до 5 млн.₽.
В чём его отличие от обычных роботов?
Давайте проведём эксперимент.
Закройте глаза, вытяните руку вперёд. Чуть расслабьте руку, но не опускайте. Попросите кого-нибудь взять Вас за руку и подвигать ею по произвольной траектории. Вы запомнили движение? Можете повторить?
Вот так и коллаборативные роботы обучаются выполнению работы. Ничего сложного: берём кобота за «руку» и показываем ему траекторию движения. Кобот запоминает и воспроизводит движение с ювелирной точностью. Никогда ещё настройка промышленного робота не была такой лёгкой и интуитивно-понятной даже неподготовленному человеку.
Программирование обычного робота - непростая задача. Без опытного робототехника не обойтись. И даже ему потребуется немало времени на написание и отладку программы для несложного движения робота.
В этом и есть основное (но не единственное) отличие коллаборативного робота от обычного. В каждом суставе кобота установлен сдвоенный (абсолютный + относительный) энкодер для отслеживания положения робота в реальном времени.
В чём особенность коботов для сборки/сварки/завинчивания...?
Кобот – это универсальный промышленный робот-манипулятор новейшего поколения. То, что он будет сегодня делать на Вашем предприятии, определяете Вы. Просто нужно установить на конце «руки» соответствующий инструмент и менять инструменты в случае необходимости хоть несколько раз в день:
- для сборки – захват
- для сварки – горелка
- для завинчивания – винтовёрт с автоподачей крепежа
- для нанесения клея – дозатор
- …и т.д.
В дополнение к базовому программному обеспечению устанавливается соответствующее приложение.
Например, для сварки мы разработали специальное приложение, которое позволяет:
- задавать режим работы подключенного сварочного аппарата непосредственно со штатного пульта кобота и установить отдельный режим для разных участков шва (технологи-сварщики оценят удобство)
- двумя кликами преобразовать линейное движение сварочной горелки в зиг-заг, «американку», синусоиду и др. так называемые паттерны
- легко настроить многопроходный шов
Базовую комплектацию кобота мы дополняем аксессуарами под каждую задачу
Например для сварки у нас есть:
- огнеупорный защитный чехол из брезента или кевлара
- удобный кнопочный пульт оператора
- адаптер для установки кобота на стандартный сварочный стол или магнитное основание для мгновенной установки в любом произвольном положении на стальной поверхности
- крепления для шлангового пакета горелки или подвес-балансир
Может ли кобот работать без человека?
Может, однако это не всегда эффективно и экономически оправдано.
Опыт предприятий TOYOTA и TESLA учит нас тому, что гиперавтоматизация не нужна. Робот и человек в сотрудничестве могут сделать гораздо больше.
Коллаборация человека и робота - самое эффективное и перспективное направление в автоматизации.
Когда человек и робот делают то, что у них лучше всего получается, дополняя друг друга – производительность взлетает кратно.
Дальнейшая автоматизация уже влечёт огромные финансовые вложения и не приводит к революционным изменениям в производительности.
С помощью чего кобот становится безопасным для человека?
Снова проведём простой эксперимент.
Попробуйте взять в руки палку и, закрыв глаза, начните ей размахивать. Рано или поздно Вы столкнётесь с препятствием. Ваш мозг получит информацию о том, что палка или Вы сами встретили какое-то сопротивление. Если это сопротивление превышает определённое значение – вы не будете продолжать давить.
Именно так и работает система безопасности коллаборативного робота. Кобот в реальном времени рассчитывает и отслеживает усилие, которое необходимо создать на каждом его суставе для штатного выполнения работы. Если усилие превышает штатное – кобот мгновенно остановится и будет ждать реакции оператора.
Обычный робот так не может. У него есть программа: переместиться из точки А в точку Б. Если на пути он встретит сопротивление - просто будет пытаться продолжить движение пока не сломает препятствие или пока не сломается сам.
Какие модели коллаборативных роботов на данный момент можно назвать самыми эффективными?
На момент написания статьи в мире 61 производитель коботов. Продукция 10 из них доступна в России. Каждый производитель выпускает не одну модель, а целую линейку или несколько линеек коботов, отличающихся длиной «руки» и грузоподъёмностью (всего 194 модели). Некоторые производители оснащают своих коботов в базовой комплектации камерами машинного зрения, точными сило-моментными датчиками на конце «руки», различными дополнительными опциями программного обеспечения.
Заказчики выбирают кобота для решения своей задачи по совокупности технических характеристик, функционалу программного обеспечения, уровню сервиса и цене.
В конечном счёте, не так важно, какой кобот на сегодняшний день самый лучший.
Есть задачи, для которых подойдёт только безупречный европейский кобот, а есть задачи, в которых его функционал избыточен, и можно применить хорошего кобота из Китая.
Наши задачи, как интегратора коллаборативных роботов:
- Помочь подобрать оптимальную модель кобота и дополнительное оснащение для него, сберечь заказчику время и деньги
- Продемонстрировать кобота в работе
- Помочь установить и ввести кобота в эксплуатацию
- Научить сотрудников предприятия-заказчика управлять коботом
- Осуществлять гарантийную и сервисную поддержку.
Чем отличаются первые коллаборативные роботы от новейших моделей?
Конструкция новейших коботов принципиально не отличается от конструкции первого кобота, который начал серийно производится в 2008 году. Это всё те же манипуляторы на основе сервоприводов с волновыми редукторами и сдвоенными высокоточными энкодерами в каждом суставе.
Количество подвижных суставов у робота - обычно 6, поэтому их ещё называют 6-осевыми. Такое количество суставов позволяет коботу иметь практически такую же гибкость и подвижность как у человеческой руки. Есть коботы с 7-ю осями для задач, в которых требуется повышенная подвижность и 4-х осевые для простых задач. Точность (повторяемость) современных коботов 0,03-0,10 мм в зависимости от модели.
Такая конструкция коботов проверена временем и будет актуальна ещё как минимум 20 лет.
Контроллеры новейших коботов меньше в габаритах и имеют на борту самые производительные процессоры. Сенсорные пульты последних моделей удобнее для операторов-наладчиков.
Коботы надёжны как автомат Калашникова – межсервисный интервал (период непрерывной работы на полной нагрузке и скорости между плановыми техобслуживаниями) – 2-4 года в зависимости от модели.
Кстати, вероятно по этой причине вы не найдёте б/у кобота на вторичном рынке – просто никому не приходит в голову продавать технически исправного кобота, для которого всегда находится применение на производстве.
Обновления программного обеспечения выходят не реже чем раз в полгода. С каждым обновлением появляется новый функционал для ещё более простой и быстрой настройки кобота под любую задачу.
Каждый год по всему миру появляются новые инструменты и аксессуары для расширения функционала коботов.
Коллаборативная робототехника самая быстро развивающаяся и растущая отрасль автоматизации производства. В то время как продажи обычных роботов «буксуют» на месте, объём продаж коботов в мире и в России удваивается каждый год.
